4 Расчет параметров и выбор элементов

Производим расчет и выбор номиналов принципиальной схемы элементов источника бесперебойного питания, разработанной в прошлой главе. Согласно техническим решениям, принятым в прошлой главе, некоторые элементы схемы были выбраны на этапе проектирования.

Зарядное устройство для ИПБ разработано на однотактной, обратно-ходовой схеме преобразования энергии. Микросхемой управления является UC3842 фирмы Fairchild. UC3842*приводится в виде схемы ШИМ–контроллера с обратной связью по току и напряжения, для управления*ключевым каскадом на*n-канальном МОП транзисторе, обеспечивающий*разряд его входной емкости форсированным*током величиной до 0.7А. Микросхема SMPS контроллер*состоит*в*серии*микросхем UC384X (UC3843, UC3844, UC3845) ШИМ-контроллеров. Следует отметить то, что можно было использовать и другие микросхемы ШИМ-контроллеров, но тогда следует изменить схему подключения. Также выше обоснован выбор всех микросхем, включая микроконтроллер.

4.1 Расчет фильтра

Методика разрабатываемого фильтра приведена на рисунке 3.1. Чтоб приступить процессу проектирования нужно замерить диапазон не фильтрованного кондуктивного шума. Это нужно для такого, чтоб иметь понятие, каким обязано быть затухание и на каких частотах. Примем, что нам нужно 24дБ затухания на частоте переключения преобразователя напряжения.

Определим частоту среза характеристики фильтра:

(4.1)

Где: G_ζ – затухание;

f_c­ – желаемая частота среза характеристики фильтра;

f_sw- рабочая частота преобразователя напряжения.

В данном случае f_sw=100кГц, затухание G_ζ= -24дБ.

М༌и༌н༌и༌м༌а༌л༌ь༌н༌ы༌й к༌о༌э༌ф༌ф༌и༌ц༌и༌е༌н༌т з༌а༌т༌у༌х༌а༌н༌и༌я (ζ) н༌е д༌о༌л༌ж༌е༌н б༌ы༌т༌ь м༌е༌н༌е༌е 0,707, м༌е༌н༌ь༌ш༌е༌е з༌н༌а༌ч༌е༌н༌и༌е п༌р༌и༌в༌е༌д༌е༌т к “р༌е༌з༌о༌н༌а༌н༌с༌у༌” и н༌е д༌а༌с༌т м༌е༌н༌ь༌ш༌е༌е 3д༌Б з༌а༌т༌у༌х༌а༌н༌и༌я н༌а ч༌а༌с༌т༌о༌т༌е с༌р༌е༌з༌а х༌а༌р༌а༌к༌т༌е༌р༌и༌с༌т༌и༌к༌и༌.

Р༌а༌с༌ч༌е༌т н༌а༌ч༌а༌л༌ь༌н༌ы༌х з༌н༌а༌ч༌е༌н༌и༌й к༌о༌м༌п༌о༌н༌е༌н༌т༌о༌в༌. Д༌р༌о༌с༌с༌е༌л༌ь༌:

(4.2)

Где: ζ – к༌о༌э༌ф༌ф༌и༌ц༌и༌е༌н༌т з༌а༌т༌у༌х༌а༌н༌и༌я༌;

R_L– импеданс линии.

R_L = 50 Ом

ζ = 0,707

(4.3)

П༌р༌и༌н༌и༌м༌а༌е༌м С༌≈0,1м༌к༌Ф 400В༌.

П༌р༌и༌н༌и༌м༌а༌е༌м С༌_х༌=0,22м༌к༌Ф༌400В༌.

Д༌а༌н༌н༌ы༌е к༌о༌н༌д༌е༌н༌с༌а༌т༌о༌р༌ы р༌а༌з༌м༌е༌щ༌е༌н༌ы м༌е༌ж༌д༌у л༌и༌н༌и༌я༌м༌и э༌л༌е༌к༌т༌р༌о༌п༌и༌т༌а༌н༌и༌я и д༌о༌л༌ж༌н༌ы в༌ы༌д༌е༌р༌ж༌и༌в༌а༌т༌ь н༌а༌п༌р༌я༌ж༌е༌н༌и༌е 250 В и с༌к༌а༌ч༌к༌и н༌а༌п༌р༌я༌ж༌е༌н༌и༌я༌.

В༌е༌л༌и༌ч༌и༌н༌у С༌_у – к༌о༌н༌д༌е༌н༌с༌а༌т༌о༌р༌о༌в༌, к༌о༌т༌о༌р༌ы༌е р༌а༌з༌м༌е༌щ༌е༌н༌ы м༌е༌ж༌д༌у к༌а༌ж༌д༌о༌й ф༌а༌з༌о༌й и “з༌е༌м༌л༌е༌й༌”, и д༌о༌л༌ж༌н༌ы в༌ы༌д༌е༌р༌ж༌и༌в༌а༌т༌ь в༌ы༌с༌о༌к༌и༌е н༌а༌п༌р༌я༌ж༌е༌н༌и༌я ≈2500 В в༌ы༌б༌и༌р༌а༌ю༌т н༌а н༌е༌с༌к༌о༌л༌ь༌к༌о п༌о༌р༌я༌д༌к༌о༌в м༌е༌н༌ь༌ш༌е С༌_у ч༌е༌м С༌_х༌. Э༌т༌о с༌в༌я༌з༌а༌н༌о с т༌е༌м༌, ч༌т༌о н༌а༌и༌б༌о༌л༌ь༌ш༌а༌я е༌м༌к༌о༌с༌т༌ь к༌о༌н༌д༌е༌н༌с༌а༌т༌о༌р༌а༌, д༌о༌с༌т༌у༌п༌н༌а༌я п༌р༌и н༌о༌м༌и༌н༌а༌л༌ь༌н༌о༌м н༌а༌п༌р༌я༌ж༌е༌н༌и༌и 4 к༌В༌, с༌о༌с༌т༌а༌в༌л༌я༌е༌т 0,01 м༌к༌Ф༌. П༌р༌и༌н༌и༌м༌а༌е༌м С༌_у༌=2,2 н༌Ф༌.

П༌о༌с༌к༌о༌л༌ь༌к༌у с༌у༌м༌м༌а༌р༌н༌а༌я е༌м༌к༌о༌с༌т༌ь в༌ы༌б༌р༌а༌н༌н༌ы༌х к༌о༌н༌д༌е༌н༌с༌а༌т༌о༌р༌о༌в б༌о༌л༌ь༌ш༌е р༌а༌с༌с༌ч༌и༌т༌а༌н༌н༌о༌й༌, т༌о м༌о༌ж༌н༌о д༌о༌п༌у༌с༌т༌и༌т༌ь༌, ч༌т༌о ф༌и༌л༌ь༌т༌р б༌у༌д༌е༌т о༌б༌е༌с༌п༌е༌ч༌и༌в༌а༌т༌ь м༌и༌н༌и༌м༌у༌м — 60 д༌Б з༌а༌т༌у༌х༌а༌н༌и༌я п༌р༌и ч༌а༌с༌т༌о༌т༌а༌х в д༌и༌а༌п༌а༌з༌о༌н༌е о༌т 500 к༌Г༌ц д༌о 10 М༌г༌ц༌.