4.Порядок расчета элементов силовой части преобразователя

4.1Исходя из значения U_{вых m} , определяем значение выходной емкости Сн:

Сн= γ_МАХ* I_0MAX/(2* U_{вых m}*fn);

Сн=0,5*8/(2*0,05*60000)=0,000666 Ф = 666мкФ.

Согласно значения Сн выбираем конденсатор К50-35-16В-680мкФ, U_f50=3,2 В.

4.2Определяем максимальное значение тока коллектора I_KMAX транзистора VT1 и VT2:

∆I_L=U₀(1- γ_МIN)/(fn* n₂₁²*L_W1);

∆I_L=5*(1-0,359)/(60000*0,027²*0,025)= 2.931 A ;

I_K1MAX= n₂₁*(I_0MAX/(1- γ_МАХ)+∆I_L)/η ;

I_K1MAX =(0,057*(6,405/(1-0,5)+2,931 )/0,6= 1.495 А.

4.3Определяем максимальное значение напряжения на закрытом транзисторе U_КЭМАХ:

U_КЭ1МАХ=U_ВХМАХ+U₀/ n₂₁;

U_КЭ1МАХ=330,069+5/0,027=515.254 В.

По рассчитанным значениям I_K1MAX и U_КЭ1МАХ выбираем тип биполярных транзисторов:

Необходимо чтобы:

I_KMAX≥ I_K1MAX;

I_KMAX≥ 1,495 А

U_си ≥ 1,2*U_КЭ1МАХ.

U_си ≥618,3 В

Выбираем биполярный транзистор 2Т887А:

Таблица 3 Биполярные транзисторы

Тип транзистора	Тип проводимости	IK (IKMAX) А	UКЭ(UКЭНАС) В	РКМАХ, Вт	h21	ti, мкС
2Т887А	p-n-p	2(5)	700(1.4)	75	20…120	(0.7…5)P

Задаёмся следующими значениями:

Напряжение база-эммитер U_БЭНАС=0,8 В

Коэффициент насыщения К_НАС=1,2

t_CП=0,05/fn;

t_CП=0,05/60000=0,8*10^-6 c

t_ВЫКЛ=t_РАСП+t_CП;

t_ВЫКЛ=0,8*10^-6+1*10^-6=1,8*10^-6 c .

t_ВКЛ=1*10^-6 c

4.4Определяем значение мощности транзистора Рк:

Рк=I_0МАХ*n₂₁*U_КЭНАС* γ_МАХ+0,5*fn* U_КЭ1MAX I_K1MAX (t_ВКЛ+ t_ВЫКЛ)+ γ_МАХ*K_НАС*U_БЭНАС*I_K1MAX/ h₂₁:

Рк=8*0,027*1,4*0,5+0,5*60000*515,254*1,495*(1+1,8)* 10^-6

+ 0,5*1,2*0,8*1,495/15= 4.372 Вт.

Проверяем условие Р_КМАХ>1,2* Р_К

50> 5.246 Вт

Условие соблюдается значит выбранный транзистор можно использовать в данной схеме преобразования.

4.5Определяем параметры диода VD1:

I_VD1MAX=I_0MAX/(1- γ_МАХ)+∆I_L/2;

I_VD1MAX=8/(1-0,5)+2,931 /2= 17.4 A;

U_VD1MAX=U₀/ γ_МIN;

U_VD1MAX=5/0,351 =14 В.

По рассчитанным параметрам выбираем диод VD1: 2Д2998Б

Таблица4. Параметры диода VD1:

Тип диода	UОБР.МАХ, В	IПР.СР.МАХ, А	IПР.УД., А	fПРЕД., кГц
2Д2998Б	25	30	600	200

Находим мощность диода:

Р_VD1=U_ПРVD*I_0MAX/(1- γ_МIN)+fn* U_VD1MAX* I_VD1MAX*0,01/ f_ПРЕД;

Р_VD1=0,6*8/(1-0,359)+60000*14*17,4*0,01/200000=8.129 Вт.

4.6Определяем коэффициент передачи в контуре регулирования:

К_ОС= ;

К_ОС =

5.Расчёт сетевого выпрямителя

На основании своего варианта выбираем схему сетевого выпрямителя рис.6:

Рис.6 Схема выпрямления

5.1Находим ток потребляемый выпрямителем:

I_ВХ= n₂₁*I_0MAX* γ_МАХ;

I_ВХ=0,027*8*0,5= 0.108А.

5.2Определяем параметры диодов выпрямителя и диодов VD_P1, VD_P2:

I_ВСР= I_ВХ/3;

I_ВСР=0,108/3=0.036А;

U_ОБР=2U_ВХМАХ;

2*330,069=660.138

f₀=3*fc;

f₀=3*50=150 Гц.

5.3Выбираем диоды для выпрямителя и диоды VD_P1, VD_P2 исходя из условий:

I_ПР.СР ≥ I_ВХ ;

U_ОБРМАХ ≥ U_ОБР ;

f_ПРЕД ≥f₀.

Таблица5 Параметры диодов:

Тип диода	UОБР.МАХ, В	IПР.СР.МАХ, А	IПР.УД., А	fПРЕД., кГц
2Д254 Б	800 (800)	1	3	150

Р_VD2=U_ПРVD*I_0MAX*γ_Мax+fn* U_VD2MAX* I_VD2MAX*0,01/ f_ПРЕД;

Р_VD2=0,6*8*0,5+60000*800*1*0,01/150000= 5.6 Вт.

5.4Рассчитываем величину сопротивления R_ОГР.

R_ОГР = U_ВХМАХ / I_ПР.УД ;

R_ОГР = 330,069/3= 110.023 Ом.

Выбираем резистор R_ОГР C2-23-0.5-120 Ом±5% при условии :

R_ОГР<<

110.023<<190.526/0,108

110.023 Ом<<1764 Ом

P=I²*Rогр=0,036²*110.023= 0.143Вт

5.5Находим величину емкости Сф:

Принимаем абсолютный коэффициент пульсации к_а=0,05

коэффициент запаса по напряжению к_з=1,2

Udm=Uc* ;

Udm=190.526* =269.444 B;

Сф= ;

Сф= 18.6 мкФ.

5.7Определяем конденсатор:

При условии:

Сном>Сф;

Сном >18.6;

Uном≥к_з*U_ВХМАХ;

Uном ≥1,2*330.069;

Uном ≥396.083

К 50-29

Номинальное напряжение, В	Номинальная емкость, мкФ	Амплитуда переменной составляющей пульсирующего напряжения частоты 50 Гц, % от Uн
450	22	10

Для достижения условия Сном>Сф необходимо подключить параллельно один конденсатор типа К50-29, чтобы собственная внутренняя индуктивность конденсатора была минимума.

Табл ица 6. Перечень основных элементов схемы:

№ п/п	Обозначение	Наименование	Количество
1	VD	Выпрямительные диоды 2Д254 Б	3 шт.
2	VD1	Диод 2Д2998Б	1 шт.
3	VDp1,VDp2	Диод 2Д254 Б	2 шт.
4	Сн	Конденсатор К50-35-16В-680мкФ	1 шт.
5	Сф	Конденсатор К50-29-450В-22мкФ	1 шт.
6		Обмоточный провод ПЭТВ 0,23:0,04155(мм2)
7		Обмоточный провод ПЭЛШО 1,2:1,131(мм2)
8	Rогр	Резистор C2-23-0.5-120 Ом±5%	1 шт.
9	VT1,VT2	Транзистор 2Т8872А	2 шт.
10		Ферритовый магнитопровод Ш8х8 2500НМС1	1 шт.

Рис.7 Принципиальная схема ИВЭП с безтрансформаторным входом.