2. Расчет схемы однотактного прямоходового преобразователя
В
В
В
, А – выходные параметры преобразователя
мВ
– размах пульсаций выходного напряжения
кГц
– частота преобразования
мкс
Для такой схемы
максимальный коэффициент заполнения
мкс
– максимальное время импульса
2.1. Расчет коэффициента трансформации
Во время импульса
управления
открыт транзистор VT1,
к первичной обмотке (12)
приложено
входное напряжение. Это приводит к тому,
что на вторичной обмотке (34)
возникает напряжение
.
Такая полярность на обмотке (34)
приводит к открыванию диода VD4,
диод VD6
при этом закрыт приложенным обратным
напряжением.
- напряжение на
вторичной обмотке трансформатора TV1
(TV2),
где
- коэффициент трансформации.
К индуктивности L1 приложено положительное напряжение, равное:
это приводит к
линейному увеличению тока
со скоростью:
Во время паузы
транзистор VT1
находится в закрытом состоянии, ток
замыкается через открытый диод VD6,
диод VD4
при этом заперт.
К индуктивности L1 приложено обратное напряжение, равное:
Из равенства вольт-секундных площадей напряжения на индуктивности L1 внутри одного периода следует, что:
В качестве выходных диодов VD4 и VD6 (VD3 и VD5) используем сдвоенные диоды Шоттки MBR25100CT фирмы TSC со следующими параметрами:
В
– максимальное обратное напряжение на
диоде;
А
– максимальный прямой ток;
В
– прямое падение напряжения;
пФ
В
Расчет коэффициента
трансформации проводится при минимальном
входном напряжении
В,
т.е. при максимальном коэффициенте
заполнения
.
- коэффициент
трансформации
Определим минимальный
коэффициент заполнения
.
Т.о.
Рассчитаем
минимальное время импульса
.
мкс
Т.о.
мкс
2.2. Расчет величины индуктивности дросселя l1 и токов 1-ой и 2-ой обмоток трансформатора tv1 (tv2).
Расчет величины
индуктивности проводим для худшего
случая пульсаций тока
.
Пульсации максимальны при максимальном
входном напряжении
В
и минимальном коэффициенте заполнения
.
Ток нагрузки IH равен сумме двух токов iL1(t) и iL2(t):
.
Так как данная схема работает в противофазе, то средний ток через один дроссель равен половине тока нагрузки.
А
– среднее значение тока
.
Максимальная
величина пульсаций тока
не должны превышать
.
А
А
А
А
мкГн
Определим минимальную
величину пульсаций тока
.
Пульсации минимальны при
В
и
.
А
А
А
Расчет токов 1-ой и 2-ой обмоток трансформатора TV1 (TV2).
,
при
при
Токи в диодах VD4, VD6 (VD3, VD5).
при
.
График тока дросселя
L2
iL2(t),
токов первичной и вторичной обмоток
трансформатора TV2,
токов через диоды VD3
и VD5,
а так же напряжения UL2(t)
имеют точно такой же вид, но сдвинуты
по фазе на
.
В качестве силового транзистора VT1 (VT2) используем N – канальный полевой транзистор APT6M100K фирмы Microsemi, который имеет следующие характеристики:
Icmax=4A;
RCИ(on)=2.05Ом;
UVTmax=1000B – максимально допустимое напряжение на закрытом транзисторе
VT1 (VT2);
Сoss=120пФ при напряжении на закрытом транзисторе UVT =25В;
RG=10Ом;
ton=6.4нс;
toff=22нс.
Рассчитаем максимальное напряжение на закрытом транзисторе:
В
Построим график изменения напряжения на транзисторе VT1 для максимального рабочего цикла , пренебрегая падением напряжения в открытом состоянии.
График напряжения на транзисторе VT2 будет сдвинут по фазе на 180 градусов.