- Размах пульсаций,
,
(Ф).
6. По максимальному значению емкости из таблицы П8 Приложения выбираем тип конденсатора Cн.
7. Oпределяем параметры регулирующего транзистора VT1:
Максимальный ток коллектора Iкмак=Iн+ΔIL/2, (А)
Максимальное напряжение на коллекторе
Uкэмак=Uвхмак,( В)
Из таблицы П10 приложения выбираем тип транзистора, например, транзистор типа 2Т908Б с параметрами: Uкэмак=100 В; Iкмак=5 А; Рк мак=9 Вт при температуре корпуса 85° С; Ртпк=2,0° С/Вт; h21эмин=8; Uкэнас=0,8 В; tвкл=0,2 мкс; tвыкл=0,2 мкс; Uбэнас==1,6 В.
–минимальный
статический коэффициент передачи тока
в схеме с общим эмиттером;
Uкэнас, Uбэнас - напряжения коллектор-эмиттер и база-эмиттер транзистора в режиме насыщения;
tвкл, tвыкл - время включения и выключения транзистора (можно принять tвкл=tвыкл=(0.001-0.01)·Ту),
Pкмак - максимальная рассеиваемая мощность;
Rтпк - тепловое сопротивление переход-корпус;
Rткс - тепловое сопротивление корпус-окружающая среда .
8. Определяем мощность, рассеиваемую на транзисторе VТ1, принимаем kнас=1,3:
Расчетное значение Рк должно быть не более, чем приведенное в справочных данных. В противном случае следует выбрать транзистор с большим значением Рк.
9. Определяем параметры диода VD1:
,(
А)
,( В)
Выбираем тип диода (таблица П14 Приложения), например, тип КД213В, имеющий параметры fmax=100·103 Гц; Uпр=1 В;
Uобрмак=100 В; Iпрмак=10 А.
10. Мощность, рассеиваемая на диоде pvd (без учета динамических потерь)
,
(Вт).
Номиналы выбранных элементов следует нанести на схему ИСН.
6.3. Однотактный преобразователь напряжения
с прямым включением диода (ОПНП)
На рис. 8 показана схема ОПНП - однотактного преобразователя напряжения с прямым включением диода VD2 и размагничивающей обмоткой Wp.
Рисунок 8. Однотактный
стабилизированный преобразователь
напряжения с прямым включением диода.
Однотактные преобразователи напряжения с прямым включением диода (рис.8) характеризуются непосредственной передачей электрической энергии от системы электроснабжения в нагрузку в режиме открытого состояния одновременно обоих полупроводниковых приборов VT1 и VD2. В данном случае магнитопровод трансформатора T1 работает в режиме однополярного перемагничивания по частному гистерезисному циклу. Когда транзистор VT1 открыт (интервал импульса [0, tи]), напряжение Uвх оказывается приложенным к первичной обмотке трансформатора W1. Диод VD2 открыт и энергия источника питания передается в нагрузку и запасается дросселем L.
На интервале закрытого состояния транзистора [tи,T] энергия, накопленная дросселем, передается в нагрузку, а энергия, запасенная трансформатором, через размагничивающую обмотку Wp и диод VDp, отдается в источник питания.
Рисунок 9. Диаграммы напряжений и токов ОПНП
Поскольку в установившемся режиме работы энергия, запасенная трансформатором на интервале открытого состояния транзистора, должна быть полностью рекуперирована в источник питания, то максимальное значение Кзмак зависит от соотношения чисел витков обмоток W1 и Wр.
Чем шире пределы регулирования, тем больше значение Кзмак и тем меньше число витков размагничивающей обмотки. Уменьшение числа витков размагничивающей обмотки приводит к увеличению напряжения на закрытом транзисторе преобразователя
Так, при Кзмак=0,5 напряжение на закрытом транзисторе превышает входное напряжение в 2 раза, а при Кзмак=0,9 - в 10 раз.
Временные диаграммы, иллюстрирующие работу преобразователя с прямым включением диода, показаны на рис.9 . Сплошной линией показаны диаграммы для режима непрерывного тока в дросселе фильтра (индуктивность L больше критической), пунктиром - диаграммы для режима прерывистого тока в том же дросселе.
Расчет силовой части
Исходные данные при питании схемы от шин постоянного тока ЭПУ:
-напряжения питания (известны из предыдущих расчетов)
, (В) ,
,( В) ,( В),
-выходное напряжение U н (В),
-ток нагрузки Iн, (A);
-частота преобразования (коммутации) fк,( Гц);
-коэффициент пульсаций выходного напряжения Кпул, (%).