Определение максимального и минимального значений выпрямленного сетевого напряжения.

В,

где U_сети_max –максимальное значение сетевого напряжения.

Где U_d – прямое падение напряжения на диоде входного выпрямителя

( составляет 0,7-1,5 В).

Выбор выпрямительных диодов (VD1-VD4)

Максимальное обратное напряжение на диодах сетевого выпрямителя равно максимальному выпрямительному напряжению U_вх._max=226 В.

Средний ток диода:

где U_н- номинальное напряжение нагрузки, В;

I_н- номинальный ток нагрузки, А;

- КПД преобразователя в целом.

Для современных преобразователей КПД составляет (0,75 … 0,9).

Принимаем предварительно =0,9.

Диоды выбираем так, чтобы их максимальный ток и напряжение превышали расчетные в 2…10 раз. В нашем случае подходят диоды КД203В со следующими параметрами: I_пр._max = 10 A; U_ОБР._MAX= 560 В.

3. Расчет емкости конденсатора С5:

мкФ,

где f_сети – частота сетевого напряжения (400Гц);

m – число полупериодов выпрямленного напряжения за период сетевого напряжения (для однофазного мостового выпрямителя m = 2).

- размах пульсаций на конденсаторе (20..50) В.

С учётом разброса емкости в 20% выбираем конденсатор К50-71 - 220 мкФ на напряжение 450 В.

Расчет максимального коэффициента заполнения

где U_ДОП- значение, на которое увеличивается напряжение на транзисторе в закрытом состоянии относительно напряжения питания при передачи энергии в нагрузку, В.

U_СИ- падение напряжения на транзисторе, В.

Диапазон изменения напряжения U_ДОП принимаем в пределах (50…150)В. Принимаем U_ДОП=80В. Падение напряжения на транзисторе U_СИ для предварительных расчетов принимаем 5 В.

Расчет трансформатора

Максимальный ток первичной обмотки 1-2:

А.

Действующее значение тока первичной обмотки 1-2:

А.

Исходные данные для расчета трансформатора

Исходные данные для расчета: напряжение на первичной обмотке

= 115 В, напряжение на нагрузке , = 1200 В.

Коэффициент трансформации

Действующее значения тока вторичной обмотки

А.

Индуктивность первичной обмотки 1-2

где f_n =20 кГц – частота преобразования (для обеспечения удержания выходного напряжения на холостом ходу за счет большой глубины модуляции частота преобразования выбрана сравнительно низкой).

Определение числа витков первичной обмотки 1 – 2.

Выбираем магнитопровод ГАММАМЕТ 24ДС . Средняя длина магнитной линии l = 48,8 см, площадь поперечного сечения

S = 32 см², относительная магнитная проницаемость = 900.

Приращение индукции за время импульса:

Индукция технического насыщения материала равна 0,8 Тл. Она больше, чем рассчитанное приращение, а это значит, что магнитопровод выбран правильно.

Коэффициент трансформации обмотки 3 – 4 питания узла управления:

где U_y= 14 В – напряжение питания цепи управления; U_vd₇= 1 В – падение напряжения на диоде VD7.

Число витков остальных обмоток:

Принимаем w_y=6.

Диаметр проводов обмоток

Для уменьшения индуктивности рассеяния обмотки равномерно распределяют по магнитопроводу, располагая их друг над другом. Диаметр провода первичной обмотки с изоляцией определяют из условия равномерного расположения обмотки вокруг сердечника в один слой:

Наиболее близок провод ПЭВ-2 диаметр которого 2,57 мм (без изоляции 2,44 мм). Погонное сопротивление = 0,00375 Ом/м, сечение провода:

S_w₁ = 4,676 мм². Плотность тока:

Допустимая плотность тока для первичной и вторичной обмоток, сухих трансформаторов, может быть принята равной j = 6 А/ .

Длина провода первичной обмотки:

Потери в проводе первичной обмотки:

Диаметр провода вторичной обмотки:

мм.

Выбираем провод ПЭВ-2, диаметр которого 1,93 мм (без изоляции 1,81 мм). Погонное сопротивление ₂ = 0,00681 Ом/м, сечение провода

S_w₂ = 2,573 мм².

С учетом наличия на магнитопроводе первичной обмотки и изоляции на ней длина провода вторичной обмотки составляет:

Потери в проводе вторичной обмотки:

Чтобы не расширять номенклатуру, диаметр обмотки узла управления выбираем таким же, как и диаметр первичной обмотки.

На этапе расчетов потери в трансформаторе считают эквивалентными потерям в обмотках трансформатора:

Выбор транзистора VT1

I_дей= I₁=18,5 А. Максимальное напряжение на транзисторе сразу после его закрытия:

Где U_Ls = 25 В – ЭДС самоиндукции индуктивности рассеяния трансформатора.

Выбираем транзистор КП809Б1: U_ds _max=500 В, I_dmax=25 А, R_ds₍_on)=0,3 Ом, полный заряд Q_з= 60нКл.

Статические потери на транзисторе:

где T_П=120 ⁰С – максимальная температура кристалла транзистора,

T_окр=50 ⁰С - максимальная температура окружающей среды.

Динамические потери в транзисторе:

Поскольку выбран режим прерывистого потока трансформатора, то динамическими потерями при включении можно пренебречь.

Потери при включении зависят от времени спада t_СП, которое в свою очередь зависит от выходного тока ШИМ - контроллера DA 1 при переключении. Слишком малое время спада может вызвать резкое увеличение напряжения на стоке транзистора VT 1 и сбой цепей управления. Поэтому время спада должно быть в интервале (100…200)нс. Примем t_СП=100нс.

Вт.

Суммарные потери на транзисторе

P_VT₁ = P_VT_.СТАТ + P_VT_1.вкл= 100,9+6,7 = 107,6 Вт

Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 695; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!