1. Работа структурной схемы источника вторичного электропитания (ивэп)

Рис.1. Структурная схема ИВЭП с бестрансформаторным входом

На рис. В1 – входной сетевой выпрямитель напряжения;

Ф1 – входной сглаживающий фильтр;

Пр – импульсный преобразователь напряжения (конвертор);

СУ – схема управления.

Конвертор ИВЭП с бестрансформаторным входом строится в основном на базе регулируемых транзисторных преобразователей. Транзисторы в преобразователе работают в режиме переключателя так, что большую часть периода преобразования они находятся в режиме отсечки или насыщения этим объясняется высокие энергетические показатели источников с импульсным регулированием. Повышение частоты преобразования позволяет уменьшить объем и массу электромагнитных элементов и конденсаторов, и тем самым улучшить удельные массо-объёмные показатели.

В стабилизирующих ИВЭП, как правило, применяют широтно-импульсный (ШИМ) способ регулирования, при котором период коммутации постоянен, а время нахождения транзистора в области насыщения изменяется.

Схема управления содержит следящий делитель с коэффициентом передачи К_Д ≤1, усилитель сигнала ошибки К_У>>1 и широтно-импульсный модулятор К_ШИМ>>1. Произведение К_Д* К_У* К_ШИМ называют петлевым коэффициентом усиления, который определяет нестабильность выходного напряжения U₀.

2.Выбор и расчёт схемы

2.1. Определяем максимальную выходную мощность преобразователя:

Р₀=U₀*I_0MAX

Р₀=5*8=40 Bт

2.2. Определяем номинальное входное напряжение минимальное, максимальное и значение входного напряжения преобразователя:

U_C=U_Ф=36 В,

U_ВХМАХ=*U_С*(1+а_МАХ+к_А/2) ,

U_ВХМАХ=*36*(1+0,1+0,05/2)=57,1 В ,

U_ВХМIN=*U_С*(1-а_МIХ-к_А/2) ,

U_ВХМIN=*36*(1-0,1-0,05/2)=40,6B ,

U_ВХ=*U_С*(1-к_А/2) ,

U_ВХ=*36*(1-0.05/2)=49,4B .

2.3. По найденным значениям Р₀ и U_ВХ с помощью графика рис. 2 выбираем схему преобразователя:

Так как шкала логарифмическая, то считаем логарифмыР₀ и U_ВХ:

Lg 40≈1,60

Lg 49,4≈1,69

Согласно графика рис.2 выбираем схему преобразователя рис.4.

Рис.2. График областей предпочтительного применения различных типов преобразователей.

Рис.4. Схема однотактного преобразователя с обратным включением выпрямительного диода.

2.4. Определяем U_1m и U_2m при этом задаёмся следующими значениями:

Напряжение коллектор-эммитер в режиме насыщения U_КЭНАС=2,5 B;

Максимальная длительность открытого состояния транзистора γ_МАХ=0,5;

Напряжение на диодах в открытом состоянии U_ПРVD=0,7 B

Находим напряжение на активном сопротивлении первичной и вторичной обмоток трансформатора:

∆U₁=0,05*U_ВХ ;

∆U₁=0,05*49,4=2,47 B;

∆U₂=0,05*U₀ ;

∆U₂=0,05*5=0,25 B;

U_1m= U_ВХМIN- U_КЭНАС-∆U₁ ;

U_1m=40,6-2,5-2,47=35,63B ;

U_2m=;

U_2m==5,95 В.

2.5. Определяем коэффициент трансформации:

n₂₁= U_2m/ U_1m ;

n₂₁=5,95/35,63=0,16.

2.6. Определяем значение γ_МIN:

γ_МIN=U₀/(n₂₁*U_ВХМАХ+U₀) ;

γ_МIN=5/(0,16*57,1+5)=0,35 ;

Так как γ_МIN=0,35>0,15 , устройство реализуемо.

2.7. Определяем критическую индуктивность:

L_W1=L_W1КР ;

L_W1КР=U_ВХ* γ_МАХ²/(2*fn* n₂₁*I_0MIN) ;

L_W1КР=49,4*0,5²/(2*50000*0,16*2)=0,000386 Гн .

2.8. Определяем значение γ:

γ= U₀/( n₂₁* U_ВХ+ U₀) ;

γ=5/(0,16*49,4+5)=0,38.

Таблица 2. Результаты расчётов.

γ	γМIN	γМАХ	n21	U1m, В	U2m, В	LW1, Гн
0,38	0,35	0,5	0,16	35,63	5,95	0,000386