Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) ( 85 ) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (85)

При определении максимального коэффициента заполнения в случае использования полевых транзисторов, которые переключаются достаточно быстро, нужно руководствоваться значением задержки обратного восстановления диодов. Промежуток времени, в течение которого переключение запрещено:

Поправка коэффициента заполнения:

2t..

Е Т

Максимальный коэффициент заполнения:

Утах = 0,5 - 2t,rf.

При использовании биполярных транзисторов и транзисторов IGBT максимально возможный коэффициент заполнения уменьшается за счет времени выключения и спада этих транзисторов, а также характерного «хвоста»:

y,,=0,5-(2t+tf + tf)f.

Опыт показывает, что коэффициент заполнения не превышает 0,45 в самом благоприятном случае.

Чем еще отличается реальная схема от идеальной? Сопротивления открытого диода и ключевого транзистора отличны от нулевого. Учесть падение напряжения на этих элементах (и поправку на коэффициент трансформации) можно так, как показано на рис. 14.11.

т ф Сф П Rh




а) Выпрямительные диоды: в открытом состоянии на диоде падает в среднем 0,7...1,0 В (стандартный диод), либо 0,5...0,6 В (диод Шоттки);

б) Ключевые транзисторы: если в качестве ключа используется биполярный транзистор или транзистор IGBT, на ключе будет падать напряжение икэ (в режиме насыщения). Типичное значение напряжения насыщения - 0,2...0,5 В. Для транзистора MOSFET необходимо вычислить нагфяжение:

тт п ion ) .

Предварительный расчет основных параметров схемы пуш-пульного конвертора должен определить коэффициент трансформации п и габаритную мощность трансформатора. Мы уже выяснили, что:

Иначе (с учетом падения напряжения на ключах и выпрямительных диодах):

П ---:-5

2(f/r -t/.,)Yax . .

где иГ- минимально возможное напряжение питания (задается в начале разработки).

К примеру, если проектируется преобразователь с батарейным питанием, в качестве этого напряжения можно принять значение напряжения, измеренное на клеммах батареи в конце срока службы.

Необходимо также определить минимальное значение коэффициента заполнения y„, исходя из максимального значения напряжения питания (этот параметр понадобится при определении параметров сглаживающего выходного фильтра):

Теперь можно перейти к определению габаритной мощности трансформатора, которая вычисляется как полусумма мощности, переданной в первичную обмотку и полученной со вторичных обмоток. В случае двухобмоточного трансформатора габаритную мощность можно определить как сумму мощностей нагрузки и мощности, израсходованной на схему управления (если преобразователь построен



таким образом, что схема управления питается от этого же трансформатора):

Р,.б = (1,02)Р„.

Выбор необходимого магнитопровода для трансформатора осуществляется по формуле для габаритной мощности, выведенной в разделе «Как работает трансформатор». По этой формуле мы должны определить произведение SSq. Следует отметить, что для двухтактных преобразователей предпочтительнее использовать тороидальные маг-нитопроводы, поскольку трансформаторы, намотанные на них, получаются наиболее компактными. Итак, габаритная мощность трансформатора, намотанного на магнитопроводе конкретных размеров:

VAp = 2fSSoBjcr]„,p, где г\р- КПД трансформатора (типичное значение 0,95...0,97) Разработчиком должно быть выполнено условие:

УАг„р>Ргаб.

Число витков первичной полуобмотки можно найти по следующей формуле, которая представляет собой форму записи закона электромагнитной индукции:

Число витков вторичной полуобмотки:

После этого нужно выбрать необходимый диаметр провода и проверить заполнение окна медью. Если коэффициент а получится более 0,5, необходимо взять магнитопровод с большим значением Sq и пересчитать количество витков.

Определить температуру перегрева трансформатора можно по следующей формуле:

ЛГ„ =-

где Л£„ - перегрев (Т; = Г, + ЛТ;);

Т„ - температура поверхности трансформатора;



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) ( 85 ) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110)