Шестой этап расчета. Расчет потерь в силовых транзисторах и диодах исн.

Основной задачей данного расчета является интегральная оценка мощности потерь для последующего расчета радиатора и суммарного КПД ИСН.

Инженерное приближение, позволяющее оценить динамические потери в транзисторе при квадратичном изменения тока коллектора за время его переключения

,

где t_ф – длительность фронта импульса отпирания транзистора;

t_с – длительность спада импульса запирания транзистора;

- максимальная мощность в процессе коммутации.

I_к – эквивалентный прямоугольный импульс тока коллектора.

В настоящее время, с учетом данных приводимых в технических условиях на транзисторы, можно рассчитать t_ф. и t_с в рассматриваемых конкретных режимах работы силового транзистора.

1. Длительность фронта импульса тока отпирания (в микросекундах)

где - эффективное время жизни неосновного носителей;

k_д – коэффициент, учитывающий пик тока в процессе перекоммутации диода VD2 (в однотактных выпрямителях) k_д=1,5 – для диодов на основе р-п перехода;

k_д=1,0 – для диодов Шоттки или диодов, с так называемой тонкой базой.

Постоянную времени транзистора находим из уравнения:

где t_вкл. – время включения, указанное в технических условиях на транзистор,

I_б.изм. и I_к.изм. – ток базы и коллектора в режиме регламентирования t_вкл.

Теперь, если зададим ток базы силового транзистора в процессе его включения в виде типового соотношения , или использовать другое действующее в схеме значение, то можно вычислить длительность фронта импульса тока t_ф при отпирании транзистора, которая имеет место в рассчитываемой схеме:

где - коэффициент усиления, который определяется по кривым, приведенным в справочных данных, при соответствующем токе коллектора I_kk_д или I_k для определения t_с.

2. Длительность спада импульса тока выключения (в микросекундах) силового транзистора

где I_б.зап. – обратный ток перехода эмиттер-база в режиме запирания, I_б.зап.>I_б.отл.(I_б.сх).

3. Динамические потери (в ваттах) в одном транзисторе [для однотактных, и для двухтактных (двухфазных пуш-пульных)] схем

_,

где U_вх.max=k_вх2U_вх; I_k=I_эф/ _,

t_c и t_ф – в микросекундах; f – в килогерцах;

Для двухтактных полумостовых и для однотактных двухтранзисторных

Для четырехтранзисторных однотактных и мостовых двухтактных

3. Статические потери (в ваттах) в транзисторе

где U_к.э.н. – напряжение коллектор-эмиттер транзистора в режиме насыщения, необходимое значение берется по графикам их технических условий с учетом I_к;

U_б.э.н. напряжение база-эмиттер транзистора в режиме насыщения базового перехода; также берется их технических условий;

I_б – ток через переход база-эмиттер, протекающий в режиме отрытого транзистора.

5.Суммарные потери (в ваттах) в одном транзисторе И.С.Н.

В зависимости от количества силовых транзисторов увеличиваются потери:

Один транзистор Р_т.сх.=Р_т

Два транзистора Р_т.сх.=2 Р_т

Четыре транзистора Р_т.сх.=4 Р_т