2.2 Расчет трансформатора tv1

Обмотки (3;4) и (5;6) одинаковые.

А/мм² – плотность тока

А

А

Найдем действующее значение токов первичной и вторичной обмоток

А

Т. к. ток намагничивания принимает положительные и отрицательные значения, то возьмем ΔB=0.4 Тл.

= 1918000 мм⁴

По данному произведению выбираем кольцевой ферритовый сердечник фирмы Epcos B64290-A705-X830 R140x103x25 мм : Sc = 458.9 мм²

мм²

мм⁴

Примем W1=61 виток, тогда .

Толщина скин – слоя для 50 кГц равна 0.3 мм.

мм

мм²

мм²

мм²

→ 65 жил в одном проводе

→ 142 жилы в одном проводе

Провод первичной обмотки трансформатора будет состоять из 65 жил d=0.3 мм, вторичной обмотки- из 142 жил d=0.3 мм.

Силовые транзисторы

В качестве силовых транзисторов выберем IGBT транзисторы с внутренним диодом IRG4PF50WD: I_кэ= 51 А(25⁰ С), 28 А(100⁰ С), U_{кэ max}= 900 В, t_off= 220 нс, V_GE = ±20 В.

3. Расчёт схемы обратной связи и токовой защиты на трансформаторе тока

Пилообразное напряжение подается на вывод RAMP через транзистор VT1. В качестве него возьмем биполярный транзистор MMBTA06-7-F: 80В, 600 мА. R4= 2 кОм.

В – типовое значение напряжения на выводе RAMP

Первичная обмотка трансформатора тока стоит в цепи коллектора одного из силовых транзисторов, поэтому максимальный ток через него равен I1= 27.584 А.

Возьмем в качестве трансформатора тока Pulse PE- 67050, 35A max, 1:50.

А – ток во вторичной обмотке ТА

→ R16=5.6 Ом

Ом → R10= 160 Ом – этот резистор ограничивает ток на выводе RAMP

Диод VD8 возьмем HER101: 1А, 50В.

Фильтрующая емкость С16

мкФ → С16=10мкФ

В качестве С16 возьмем конденсатор EPCOS B41828A4106M007: 10мкФ, 16В.

Напряжение на выводе CS не должно превышать 2В, поэтому напряжение на CS поступает через делитель R13-R14.

В

Пусть R14= 1 кОм, тогда R13 = 560 Ом.

Напряжение на выводе EAP 0.6÷3.6 В, но реально оно не будет превышать 3.15 В.

Ток дуги должен регулироваться от 20 до 60 А. Пусть RР1=15 кОм, тогда R15 возьмем 4.7кОм.

4. Расчет схемы термозащиты

В качестве термодатчика возьмем LM335AZ: 10 мВ/К.

R19 = 10 кОм (из типовой схемы включения).

Датчик будет установлен на радиаторе силовых ключей. Максимальная температура работы ключей 150 ⁰С. Сделаем срабатывание защиты на 120 ⁰С, после чего на вывод SS/DISB принудительно подается 0 В и микроконтроллер UCC2895 блокирует работу инвертора. Повторное включение инвертора сделаем на 90 ⁰С.

При 120 ⁰С на выходе LM335AZ будет напряжение

В

При 90 ⁰С В

Схема термозащиты содержит два компаратора LM311 c открытым коллектором.

На инвертирующий вход компаратора LM311(DA4) поступает сигнал в виде напряжения, полученного при помощи датчика температуры. Это напряжение сравнивается с опорным, которое подаётся на не инвертирующий вход компаратора, а формируется от питания при помощи делителя R17-R18. При превышении уровня опорного напряжения на инвертирующем входе на выходе компаратора с получается нулевой потенциал, при появлении которого на выходе DA6 появляется +15 В и полевой транзистор с индуцируемым каналом открывается, и притягивает вход SS/DISB к 0 В-микроконтроллер блокирует работу преобразователя. Гистерезис включения контроллера обеспечивается резистором R20, который после срабатывания защиты добавляется к делителю и изменяется опорное напряжение. Путём его расчёта достигнем повторного включения работы при 90°С.

В

Пусть Ом

Ом → R18=510 Ом

Рассчитаем значение резистора R20

Схема замещения опорного напряжения после срабатывания защиты

→ R20 = 5.6 кОм

В качестве VD11 возьмем BAV74: 0.2 А, 50 В.

В качестве VT6 возьмем BS170: U_зи=±20 В, U_си=60 В, I_c= 0.3 A.

Делитель R23-R24 рассчитан на 10 В. R23 = 510 Ом, R24 = 1 кОм.

Резисторы R22 = R26 = 1 кОм (из типовой схемы включения).

Конденсатор С13 определяет возможность мягкого самовозбуждения и его длительность.

Возьмем в качестве С13 конденсатор фирмы Murata RPER71H223K: 0.022 мкФ, 50 В.