Порядок расчета элементов силовой части преобразователя

4.1. Исходя из значения U_{вых m}, определяем значение выходной емкости Сн:

Сн= γ_МАХ* I_0MAX/(2* U_{вых m}*fn);

Сн=0,5*8/(2*0,05*50000)=0,0008 Ф =800 мкФ.

Согласно значения Сн выбираем конденсатор К50-29 U_НОМ=16 В, Сн=1000мкФ, U_f50=20%. U_f50= 0,2* U_НОМ;

U_f50=0,2*16=3,2В

Определяем амплитуду переменной составляющей напряжения U_f:

U_f= U_f50*K;

U_f=3,2*0,014=0,04 B

U_f< U_выхm

0,04<0,05

где К=0,014 определяется из рис.5.

Рис.5. Зависимость коэффициента снижения амплитуды от частоты

4.2. Определяем максимальное значение тока коллектора I_KMAX транзистора VT1:

∆I_L=U₀(1- γ_МIN)/(fn* n₂₁²*L_W1);

∆I_L=5*(1-0,35)/(50000*0,16²*0,000386)=6,58 A;

I_K1MAX= n₂₁*(I_0MAX/(1- γ_МАХ)+∆I_L/2)/η;

I_K1MAX =0,16*(8/(1-0,5)+6,58 /2)/0,6=5,14 А.

4.3. Определяем максимальное значение напряжения на закрытом транзисторе U_КЭМАХ:

U_КЭ1МАХ=U_ВХМАХ+U₀/ n₂₁;

U_КЭ1МАХ=57,1+5/0,16=88,35В.

По рассчитанным значениям I_K1MAX и U_КЭ1МАХ выбираем тип биполярных транзисторов:

Необходимо чтобы:

I_KMAX≥ I_K1MAX;

U_си ≥ 1,2*U_КЭ1МАХ(1,2*88,35=106).

Выбираем биполярный транзистор 2Т866А:

Таблица 3. Биполярные транзисторы

Задаёмся следующими значениями:

Напряжение база-эммитер U_БЭНАС=0,8 В

Коэффициент насыщения К_НАС=1,2

t_CП=0,05/fn;

t_CП=0,05/50000=1*10^-6 c

t_ВЫКЛ=t_РАСП+t_CП;

t_ВЫКЛ=1*10^-6+1*10^-6=2*10^-6 c.

t_ВКЛ=1*10^-6 c

4.4. Определяем значение мощности транзистора Рк:

Рк=I_0МАХ*n₂₁*U_КЭНАС* γ_МАХ+0,5*fn* U_КЭ1MAX I_K1MAX (t_ВКЛ+ t_ВЫКЛ)+ γ_МАХ*K_НАС*U_БЭНАС*I_K1MAX/ h₂₁:

Рк=5,0*0,16*0,5*0,5+0,5*50000*88,35*5,14*(1+2)* 10^-6 +0,5*1,2*0,8*5,14/20=24,1Вт.

Проверяем условие Р_КМАХ>1,2* Р_К

30>29

Условие соблюдается значит выбранный транзистор можно использовать в данной схеме преобразования.

4.5. Определяем параметры диода VD1:

I_VD1MAX=I_0MAX/(1- γ_МАХ)+∆I_L/2;

I_VD1MAX=8/(1-0,5)+6,58 /2=19,3 A;

U_VD1MAX=U₀/ γ_МIN;

U_VD1MAX=5/0,35 =14,3В.

По рассчитанным параметрам выбираем диод VD1:

Таблица 4. Параметры диода VD1:

Находим мощность диода:

Р_VD1=U_ПРVD*I_0MAX/(1- γ_МIN)+fn* U_VD1MAX* I_VD1MAX*0,01/ f_ПРЕД;

Р_VD1=0,7*8/(1-0,35)+50000*14,3*19,3*0,01/200000=9,3 Вт.

4.6. Определяем коэффициент передачи в контуре регулирования:

К_ОС= ;

К_ОС =

5. Расчёт сетевого выпрямителя

На основании своего варианта выбираем схему сетевого выпрямителя рис.6:

Рис.6. Схема выпрямления.

5.1. Находим ток потребляемый выпрямителем:

I_ВХ= n₂₁*I_0MAX* γ_МАХ;

I_ВХ=0,16*8*0,5=0,64А.

5.2. Определяем параметры диодов выпрямителя и диодов:

I_ВСР= I_ВХ/2;

I_ВСР=0,64/2=0,32А;

U_ОБР=U_ВХМАХ;

f₀=p*fc;

f₀=2*400=800 Гц.

5.3. Выбираем диоды для выпрямителя и диоды исходя из условий:

I_ПР.СР ≥ I_ВХ;

U_ОБРМАХ ≥ U_ОБР;

U_VDmax=88,35В f_ПРЕД ≥f₀.

Таблица 5. Параметры диодов:

Р_VD2=U_ПРVD*I_0MAX*γ_Мax+fn* U_VD2MAX* I_VD2MAX*0,01/ f_ПРЕД;

Р_VD2=0,7*8,0*0,5+50000*100*1*0,01/300000=3 Вт.

5.4. Рассчитываем величину сопротивления R_ОГР.

R_ОГР = U_ВХМАХ / I_ПР.УД;

R_ОГР = 57,1/3=19 Ом.

Выбираем резистор R_ОГР C2-23-2,0-20 Ом±5% при условии:

R_ОГР<<

20<<36/0,64

20 Ом<<56,2 Ом

P=I²*Rогр=0,32²*19=2 Вт

5.5. Находим величину емкости Сф:

Принимаем абсолютный коэффициент пульсации к_а=0,05

коэффициент запаса по напряжению к_з=1,2

Udm=Uc* ;

Udm=36* =50,76B;

Сф= ;

Сф= Ф=219мкФ.

5.7. Определяем конденсатор:

При условии:

Сном>Сф;

220>219;

220>219;

Uном≥к_з*U_ВХМАХ;

100≥1,2*57,1;

100≥.68,52

Вывод: При расчете источника вторичного электропитания мы выполнили выбор схемы высокочастотных регулируемых транзисторных преобразователей, расчет элементов силовой части выбранной схемы преобразователя и элементов сетевого выпрямителя, выбрали реальные элементы схем и составили их перечень.

При выборе конденсатора следует учитывать диапазон рабочих температур, а так же тот факт, что конденсатор Сф будет разряжаться короткими импульсами тока с частотой fn, для достижения условия Сном>Сф необходимо подключить параллельно один конденсатор типа К50-35.

Таблица 6. Перечень основных элементов схемы:

Рис.7. Принципиальная схема ИВЭП с безтрансформаторным входом.

7. Список использованной литературы:

1. Березин О.К., Костиков В.Г. Шахнов В.А. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. - М.: «Три Л», 2000.-400с.

2. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов / А.А. Бокуняев, В.М. Бушуев, А. С. Жерненко. Под ред. Ю.Д. Козляева. - М.: Радио и связь,1998.-328с.:ил.

3. Конденсаторы оксидноэлектрические К560-24…К50-53. Справочник.-Спб.: Издательство РНИИ «Электростандарт»,1996,208 с.:ил.

4. Прянишников В. А. Электроника: Курс лекций. – Спб.: Корона принт,1998. -400с.

5. Полупроводниковые приборы.Диоды выпрямительные, стабилитроны,тиристоры: Справочник/ А.Б. Гитцевич, А. А. Зайцев, В.В. Мокряков. Под ред. А. В. Гомомедова. – М.КубК-а,1996.-528с.

6. Электромагнитные элементы радиоэлектронной аппартуры: Справочник/ Ю.С. Русин, И.Я.Гликман, А.Н. Горский. – М.: Радио и связь,1991.-224с.

7. Перельман Б. Л. Полупроводниковые приборы. Справочник. «СОЛОН», «МИКРОТЕХ»,1996 г. -176с.:ил.