В настоящее время во всех отраслях промышленности и устройствах бытовой техники имеются электрические потребители, которые должны быть защищены резервной системой электропитания от исчезновения напряжения в сети [1–4]. Традиционно на протяжении многих лет для этого применяются выпрямительные и инверторные приборы с параллельно включенными аккумуляторными батареями, образующие систему постоянного тока [5–7]. Надежная работа систем постоянного тока является определяющим условием надежного функционирования технологических процессов в нефтегазовой отрасли, включая объекты добычи, транспорта, переработки и хранения газа, живучести опасных производственных объектов в аварийных и нештатных ситуациях [8–11].
В результате бурного развития силовой электроники и появления новых полупроводниковых элементов, таких как IGBT-транзисторы, сверхбыстрые выпрямительные FRED-диоды с мягким восстановлением запирающих свойств и аналогичных по характеристикам других модулей [12–14], открылись новые возможности в построении принципиально новых источников питания большой мощности для систем постоянного тока.
Вследствие этого значительная часть инверторов и выпрямительно-зарядных устройств в настоящее время конструируется на основе схем импульсных преобразователей напряжения или тока [15–17].
В первую очередь это обусловлено более высоким коэффициентом полезного действия (КПД) таких устройств по сравнению с линейными источниками питания, а также более высокими удельными характеристиками: меньшей массой и физическим объемом источника при большей передаваемой мощности [18–20]. На объектах повышенной опасности можно более адекватно в режиме on-line контролировать и прогнозировать техническое состояние электрооборудования [21–24] при наличии стохастических возмущений технологического и природного характера [25–27].
Составной частью многих источников питания является полу-мостовой элемент, состоящий из двух силовых транзисторов, работающих в ключевом режиме, с обвязкой из обратных диодов. Регулирование и стабилизация выходного напряжения или тока осуществляется путем модуляции входного напряжения с помощью двухпозиционного ключевого элемента (на практике обычно это либо транзистор и диод, как показано на рис. 1, либо два транзистора).