Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Расчет ОППН с обратным включением диода ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2
Расчет основных параметров ОППН: Выбор значения частоты f производится комплексно, с учетом массы, габаритов и коэффициента полезного действия (кпд) ОППН, а также параметров элементной базы, имеющийся в распоряжении. При увеличении частоты уменьшаются габариты, масса и пульсации выходного напряжения, улучшаются динамические свойства стабилизации; одновременно снижается кпд. Точное определение оптимального значения частоты f является очень сложной задачей. В настоящее время наиболее употребительные значения частот находятся в диапазоне свыше 20 кГц.
В формулах приняты следующие обозначения: UС2min, UС2н, UС2max - минимальное, номинальное и максимальное значения входного напряжения ОППН; Dmin, Dн, Dmax - минимальное, номинальное и максимальное значения относительной длительности импульсов, отпирающих транзистор; U0min, U0н , U0 max - минимальный, номинальный и максимальный уровни стабилизируемого выходного напряжения постоянного тока; I0min, I0max - минимальное и максимальное значения среднего тока в нагрузке; I1max - амплитудное значение тока в первичной обмотке трансформатора.
Отношение числа витков обмотки первичной к числу витков вторичной обмотки трансформатора: . (5) Номинальное и минимальное значения относительной длительности импульсов, отпирающих транзистор: Dн = , (6) Dmin = (7) Критическое значение индуктивности первичной обмотки трансформатора: (8) L = 1, 2 Lкр (9) Амплитудное значение тока в первичной обмотке трансформатора: (10)
Расчет трансформатора проводиться по формулам: SмSок = , (11) где Sок – площадь окна магнитопровода, м2; hтр – кпд трансформатора; hтр = 0.85 Кок – коэффициент заполнения окна магнитопровода обмотками; Кок=0.25 j – удельная плотность тока в обмотках трансформатора, А/м2; DВ – циклическое изменение магнитной индукции, равное разности максимального и минимального значений индукции, Тл; Число витков первичной обмотки трансформатора: W1 = . (12) Максимальное значение действующего тока вторичной обмотки трансформатора, А: I2 = . (13) Величина немагнитного зазора в магнитопроводе, м: d = , (14) где m0 = 4p 10-7 – магнитная постоянная, Гн/м. В трансформаторах обычно используют ферритовые магнитопроводы, получившие распространение вследствие их малой стоимости и небольших потерь мощности от вихревых токов на высоких частотах. Однако индукция насыщения и магнитная проницаемость у ферритов значительно меньше, чем у металлических ферромагнетиков. В процессе работы ОППН изменение индукции DВ в магнитопроводе трансформатора происходит по асимметричным (частным) циклам гистерезиса. Важно правильно выбрать значения DВ для расчета. Указанные в справочной литературе значения Вm, при которых ферриты близки к насыщению, изготовителями сердечников не проверяются и не гарантируются. Изменения Вm от одного магнитопровода к другому составляют ±30% от указанного в справочнике номинального значения Вm. Поэтому рекомендуется принимать DВ = 0, 15 Тл. В случае насыщения магнитопровода трансформатора индуктивность первичной обмотки значительно уменьшается, а ток коллектора транзистора может превысить предельно допустимые нормы. Для предотвращения насыщения в магнитопровод вводят немагнитный зазор. Поэтому целесообразно использовать Ш-образные замкнутые магнитопроводы из высокопроницаемых магнитомягких ферритов и обеспечивать необходимый зазор при сборке трансформатора путем введения немагнитной прокладки между двумя половинами магнитопровода. Можно также использовать магнитопровод Ш-образный замкнутый с зазором, полученным при изготовлении магнитопровода. Возьмем частоту f=25 кГц. Удельную плотность тока в обмотках трансформатора для 1-го канала выбирают зависимости от соотношения f/Pтр из таблицы 2. Таблица 2
Удельную плотность тока в обмотках трансформатора для 2-го канала выбирают зависимости от соотношения f/Pтр из таблицы 3. Таблица 3
При расчете трансформатора действующее значение тока в первичной обмотке принято равным амплитудному значению.
Расчет конденсатора фильтра производиться по формулам:
, (15) , (16) где Um2 - амплитуда переменной составляющей напряжения на конденсаторе, В; Iс max - максимальное значение действующего тока в конденсаторе, А. Чтобы улучшить точность стабилизации выходного напряжения при широком диапазоне изменения тока нагрузки, необходимо емкость С выбирать достаточно большой т.е. U0min C/I0max > > DmaxT.
Расчет транзистора производиться по формулам: , (17) , (18) где Uкэ max – амплитуда напряжения коллектор-эмиттер транзистора, В; Iкmax – максимальный средний ток коллектора транзистора, А; hпр – кпд ОППН. Потери мощности в транзисторе можно принять равными примерно Pпот=0, 1U0max I0max. (19) На основании полученных значений Uкэ max, Iк max, Iок и потерь мощности выбирается транзистор.
Расчет диода производиться по формулам: , (20) IVDmax = nI1max, (21) где UVD обр – амплитуда обратного напряжения на выпрямительном диоде, В; IVDmax – амплитудное значение тока в диоде, А. Максимальный средний ток в диоде равен максимальному току нагрузки. Выбираем тип диода по полученным данным.
Популярное: |
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-05; Просмотров: 436; Нарушение авторского права страницы