Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсова (електроніка).doc
Скачиваний:
29
Добавлен:
19.02.2016
Размер:
717.31 Кб
Скачать

3.3. Визначення параметрів дроселя і конденсатора

Вихідними даними для розрахунку є значення мінімальної індуктивності, добутку LCн або ємності і струмів, що були обчислені згідно методики, яка була розглянута в розділі 3.1 або 3.2. Наступний метод розрахунку, якій пропонується, в основному побудований на методиці, що взята з [3]. Допустимо використовувати інші способи розрахунку, в результаті яких повинні бути визначені:

  • тип і розміри магнітопроводу дроселя;

  • кількість витків та діаметр проводу;

  • тип конденсатора.

Пропонується використовувати в якості магнітопроводу дроселя тороідальні сердечники з фериту. Деякі геометричні параметри і параметри, які використані в розрахунках для стандартних сердечників, наведені в додатку 2, креслення сердечника – на рис. 3.3.

Орієнтоване значення габаритної потужності дроселя:

–для стабілізатора, що знижує ;

–для стабілізатора, що підвищує.

(3.19)

Кількість витків W та діаметр проводу d визначають за формулами:

; (3.20)

, (3.21)

де м – відносна магнітна

Рис. 3.3 проникність, яка обу-

мовлена типом обраного фериту (не рекомендується використовувати ферити з м  (1000  2000));

0 = 4  10-9 – абсолютна магнітна проникність;

J – щільність струму в обмотці.

Вибираємо провід, що має найближчий більший діаметр, та уточнюємо площу його перерізу. В таблиці додатку 3 приведені дані про деякі типи проводів. Їх значно більшу номенклатуру можна знайти в [1].

По співвідношенню площин вікна сердечника та сумарної площі витків проводу перевіряємо можливість намотування дроселя: площа вікна повинна не менш ніж у два рази перевершувати перетин усіх витків проводу. Якщо це не виконується, то вибирається сердечник більшого розміру і розрахунок повторюється. (В пояснювальній записці наводяться дані остаточного варіанта.)

Визначаємо загальну довжину l проводу й опір r обмотки дроселя, що з урахуванням позначень рис.3.3, дорівнюють:

(3.20)

Ємність конденсатора фільтра (для стабілізатора, що зменшує)

C ³ (LСн ) / L.

(3.21)

Для стабілізатора, що підвищує, ємність була визначена раніше (вираз (3.14)).

Вибираємо конденсатор [7], здатний працювати з імпульсними сигналами при заданій частоті переключень і максимальній напрузі стабілізатора. Практично усі використовувані конденсатори будуть електролітичними. Можливість їхнього застосування, у більшості випадків [7], оцінюється по припустимій величині змінної напруги на заданій частоті переключень. В абсолютних одиницях (вольтах) – це напруга пульсацій, у відносних –

Uвідн = Uпульс / Uн мін.

(3.22)

3.4. Розрахунок енерговитрат силового блоку

Основні витрати енергії у вузлах силового блоку зв'язані з процесами, що відбуваються при переключенні. Тому необхідно визначити параметри, що характеризують швидкодію елементів, і, насамперед, силового транзистора. Їхній розрахунок проведемо на основі методики, викладеної в [7].

Час включення і виключення транзистора визначаються як швидкодією самого транзистора, так і тривалістю фронтів управляючого сигналу:

tвкл = t2вкл + t2Ф ;

tвик = t2вик + t2Ф ,

(3.23)

де tвкл , tвиктривалість часу включення і виключення транзистора;

tФтривалість фронтів управляючого сигналу.

Управляючим сигналом для транзистора VT рис. 3.2 і VT2 рис. 3.1 є сигнал, що надходить з системи управління. В свою чергу, сигнал з виходу транзистора VT2 є керуючим сигналом для транзистора VT1 (рис. 3.1). Тому розрахунок можна робити після визначення характеристик швидкодії схеми управління (розділ 4).

Часи включення і виключення, які обумовлені властивостями самого транзистора, знаходять за формулою:

tвкл = Ln (Кн /(Кн – 1));

tвик = 2,3 ,

(3.24)

де Кн – коефіцієнт насичення транзистора (розділ 3.2);

= 1 / (2 fгр ОЕ);

(3.25)

де fгр ОЕгранична частота транзистора в схемі з ОЕ.

Якщо в довіднику приводиться гранична частота транзистора в схемі з ОБ (fгр ОБ), то

= h21Е / (2 fгр ОЕ).

(3.25)

Втрати потужності на транзисторі визначаються втратами в режимі насичення та динамічними (що виникають під час переключень):

Pтр PК нас + PК дин.

(3.26)

Розрахунок складових потужності різний для стабілізаторів понижуючого і підвищувального типів:

  • стабілізатора, що знижує:

    PК нас = gmax Iн макс UКЕ нас ;

    PК дин = 0,5 fn Un мак (Iн мак tвкл + IL мак tвик);

    (3.27)

  • стабілізатора, що підвищує:

PК нас = gmax IL ср UКЕ нас ;

PК дин = 0,5 fn (Uн мак – Uпр)(Iн мак tвкл + IL мак tвик).

(3.28)

Необхідно відзначити, що при використанні складеного транзистора (рис. 3.1),

UКЕ = UКЕ насVT2 + Uбе насVT1.

(3.29)

Обраний транзистор повинний бути здатним розсіяти потужність, що визначається співвідношенням:

Pк макс доп (1,2...1,5) Pтр

(3.30)

Часи переключення діода (час відновлення зворотного опору) звичайно береться з довідників [6]. В табл. 3.1 приведені значення параметрів деяких діодів, які можуть бути застосовувані в імпульсних ланцюгах.

Тип діода

Іпр, А

Uзв, В

Uпр. В

tвід.зв, мкс

КД510А

0,2

50

1,1

0,004

КД522А

0,1

50

1,1

0,004

КД212А

1

200

1

0,3

КД213(А-Г)*

10

100 … 200

1

0,3

2Д217А,Б*

3

100, 200

1,2

0,2

2Д216А,Б*

10

100, 200

1,2

0,3

2Д118А-1*

0,3

200

1,2

0,3

КД204А,Б,В*

0,4 … 1

50 … 400

1,4

1,5

КД212А,Б*

1

100 … 200

1

0,3

* – параметри необхідно уточнити в залежності з модифікацією приладу [6].

Потужність, що розсіюється на діоді:

Pд = Iн мах Uпр (1 - gmin)+f Un мак (IL mак - IL min) tвід.зв / 6.

(3.31)

Отримана величина також повинна бути менше припустимої для обраного діода.