53.3. Выбор сетевой части схемы

Теперь произведем расчет, и выбор сетевой части схемы.

Сначала выберем необходимый для зашиты по току плавкий предохранитель. Выбранный трансформатор способен выдержать ток в первичной обмотки, без выхода на перегрев, в 0,79 А действующего значения. Для нашей схемы возьмем предохранитель с максимальным током в 1 А. Возьмем ВПТ19 1А250В.

Выбор варистора осуществляется по напряжению срабатывания и с учетом отсутствия ложных срабатываний на напряжение сети. Это напряжение выбираю исходя из классификационного напряжения варистора. При этом напряжении ток через него составляет 1 мА. Классификационное напряжение выбирают исходя из действующего напряжения сети по формуле U_КЛ≥1,15U_cemu. Также требуется ограничить ток через варистор, для этого можно поставить плавкий предохранитель или резистор, но лучше и то и другое. Ограничимся предохранителем. Каждый варистор обладает параметром - поглощаемая энергия. Эта энергия связана с его максимальной мощностью соотношением Е = W_maxf_импул

При напряжении сети в 220 В возьмем варистор СН2-1А 330В (его ВАХ приведены на графике 8.3.). Его прочие параметры:

Классификационное напряжение	330 В
Поглощаемая энергия	74 Дж
Максимальный импульсный ток (импульс 8/20 мкс)	1500 А
Рабочая температура	-60 - +85°С

Если рассчитать мощность варистора то получим 74 кВт при частоте импульсов 1кГд. Теперь по ВАХ выбираем значение тока и напряжения на варисторе и выбираем соответствующий предохранитель. Возьмем ток равным 10 А, а напряжение получим 375 В (примерно). Для ограничения тока именно на этом уровне применим предохранитель ВПТ6-42 10 А 600 В.

Что касается RC-фильтра, то возьмем следующие номиналы R₁ = 10 Ом, а С₁=0,1 мкФ. Такие параметры обеспечат подавление помех с частотами большие 160 кГц. Мощность резистора 2 Вт, напряжение емкости 400 В. Итого выбираем сопротивление С2-23 10 Ом 2 Вт, конденсатор К73-17 0,1 мкФ 400 В.

6. Разработка радиатора для транзистора

6.1. Охладитель

Охладитель мы применяем для зашиты транзистора от перегрева. Этот перегрев может переплавить р-п переходы транзистора, что приведет к его поломке. Охладитель защищает от этого путем «отбора» тепла от корпуса транзистора. Транзистор крепиться к охладителю в зависимости от типа корпуса транзистора и типа выбранного охладителя. Наиболее распространены и просты в расчетах охладители ребристого типа.

Вообще расчет любого охладителя сводиться к вычислению площади поверхности охладителя, которая способна отвести от транзистора излишнее тепло.

Расчет произведем с помощью разработанной программы для расчета ребристых охладителей. Одни из параметров, по которым происходит расчет площади и самой конструкции (оптимальной с точки зрения массогабаритных показателей) является тепловое сопротивление транзистора корпус-охладитель. Оно зависит от чистоты поверхности и ее гладкости, куда крепиться транзистор, от площади самого контакта и ряда других параметров. Для улучшения теплообмена площадь контакта должна быть максимальной, а сам контакт плотным, для этого (плотного прилегания) можно применять термопасту. Есть эмпирическая формула для расчета теплового сопротивления корпус-охладитель:

S_{корпусVT}=415,5 мм²

Или же, при использовании термопасты можно подставить в расчет ее тепловое сопротивление.

Для разных типов корпусов транзистора применяются разные способы их крепления на радиаторе.

6.2. Расчет конструкции охладителей

- Первый канал, транзистор VT1:

Исходные данные
Tрп, °С		Тср,°С				Rnк,°С/Вт			Rко,°С/Вт			PVT, Вт			H,мм			L1,мм		n,шт
150		45				2,5			0,549			20,4			36			200		20
Первый этап расчета
H0, мм	L,мм		L1,мм	d,мм	n,шт		b,мм	d1,мм		Pmax, Вт	Rосд, °С/Вт		Rос, °С/Вт	Pохл, Вт		Tохл, °С	S, мм2		V,мм3		G,г
22,73	102,76		133	2,5	14		7,5	5		34,4	1,89		1,73	22,3		80,23	96695		150102		413

Второй этап расчета (оптимизация габаритных размеров)
V, мм3					L1,мм				Н0, мм				b,мм			n,шт				G,г
136730					120				23				7.29			13				376
- Второй канал, транзистор VT2:
Исходные данные
Трп,°С			Тср,°С		Rnк,°С/Вт			Rко,°С/Вт			PVT, Вт			H,мм			L1,мм			n,шт
150			45		2,5			0,549			11,7			20			60			10
Первый этап расчета
H0, мм	L,мм	L1,мм		d,мм		n, шт	b, мм	d1,мм		Pmax, Вт		Rосд, °С/Вт		Rос, °С/Вт	Pохл, Вт			Tохл, °С	S, мм2		V,мм3	G,г
23	59,94	160		2,5		10	15	5		34,3		4		4,9	14,3			99,8	501024		82416	227
Второй этап расчета (оптимизация габаритных размеров)
V, мм3					L1,мм				Н0, мм				b,мм			n,шт				G,г
71327					146				20				15.4			9				196