Преобразователь с самовозбуждением

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Бийский технологический институт (филиал)

государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»

Кафедра Информационных технологий, автоматизации и управления

Преобразователь с самовозбуждением

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ (РАБОТЕ)

по дисциплине Электроника и микропроцессорная техника

БИЙСК 2012



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Общие положения

1.2 Виды преобразователей. Структурные схемы

1.3 Выпрямители

2. Проектирование

2.1 Постановка задачи

2.2 Назначение выбранного устройства и область применения

2.3 Моделирование принципиальной электрической схемы. Выбор схемы преобразователя

2.4 Выбор конструкции трансформатора. Магнитопроводы

2.5 Выбор типа фильтра

2.6 Расчет элементов и основных параметров

2.7 Расчет фильтра

Заключение

Список используемой литературы

преобразователь трансформатор фильтр



Введение

Устройства силовой электроники представляют собой очень широкую и быстро развивающуюся область техники. Одним из важнейших объектов изучения в данной области является полупроводниковый преобразователь электрической энергии.

Полупроводниковый преобразователь является основным элементом источников вторичного электропитания, используется в системах электропривода, автотранспорта, связи, в компьютерной и бытовой технике.

В общем виде преобразователем электрической энергии является устройство, которое связывает две (или более) электрические системы с отличающимися друг от друга параметрами и позволяет по заданному закону изменять эти параметры, обеспечивая обмен электрической энергией между связуемыми объектами.

Для преобразования электрической энергии совместно с полупроводниковым преобразователем могут использоваться другие виды преобразователей - трансформаторы, дроссели, конденсаторы.

Основными элементами полупроводникового преобразователя являются: выпрямитель, инвертор и силовой трансформатор.



1. Теоретическая часть

1.1 Общие положения

В современной радиоэлектронной аппаратуре наиболее распространены преобразователи напряжения (инверторы) состоящие из генератора и силового трансформатора.

В транзисторных преобразователях изменение уровня постоянного напряжения осуществляется в результате трёх последовательных операций:

Инвертирования - преобразования постоянного напряжения в переменное;

Трансформирования - преобразования переменного напряжения одного уровня в переменное напряжение другого уровня;

Выпрямления - преобразование переменного напряжения в постоянное.

Сущность инвертирования заключается в том, что первичная обмотка силового трансформатора поочередно подключается к сети постоянного тока с противоположной полярностью. При этом на обмотках трансформатора появляется переменное напряжение прямоугольной, трапецеидальной, ступенчатой или синусоидальной формы.

Устройства, которые осуществляют такое преобразование, получили название инверторов. Таким образом, каждый инвертор включает в себя силовые переключающие элементы, которые осуществляют преобразование постоянного тока в переменный с напряжением прямоугольной формы; схему управления силовыми переключающими элементами, обеспечивающую их поочередную коммутацию; силовой трансформатор, который преобразует переменное напряжение и обеспечивает электрическую изоляцию выходных цепей друг от друга и от первичного источника.

Наиболее широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре в качестве силовых переключающих элементов получили транзисторы. Энергетически выгодно, чтобы транзисторы работали в режиме переключений, скачкообразно изменяя полярность напряжения на первичной обмотке трансформатора. В этом случае потери мощности в транзисторах будут наименьшими, а к.п.д. инвертора - наибольшим.

По принципу действия транзисторные инверторы подразделяются на преобразователи с самовозбуждением и преобразователи с независимым возбуждением. Преобразователи с самовозбуждением выполняют в виде автогенераторов с трансформаторной обратной связью. Преобразователи с независимым возбуждением, кроме собственного инвертора, который в этом случае называют усилителем мощности, содержат так же маломощный задающий генератор, который обеспечивает подачу импульсов управления силовым транзистором (рисунок 1). В качестве последнего обычно используют транзисторный автогенератор.

Рисунок 1 - Функциональная схема преобразователя с независимым возбуждением

В инверторах принципиально могут быть использованы транзисторы обоих типов проводимости p-n-p и n-p-n. В последнем случае полярность напряжения должна быть обратной по сравнению с инверторами на транзисторах p-n-p типа.



Процессы, протекающие в инверторах различных типов, полностью идентичны. Идеализированные временные диаграммы токов и напряжений, иллюстрирующие работу инверторов на активную нагрузку, изображены на рисунке 2.

1.2 Виды преобразователей. Структурные схемы

В современных подвижных автономных радиотехнических системах используются первичные источники энергии (аккумуляторы, солнечные батареи, топливные элементы).

Такие источники вырабатывают электроэнергию одного определенного напряжения, которое с течением времени может меняться. Это напряжение невелико (единицы, десятки вольт). Напряжение питания РЭА, как правило, не совпадает с этим напряжением ни по номиналу, ни по стабильности. Нередко требуется напряжение питания не одного номинала, а нескольких. В этих случаях применяют преобразователи напряжения.

Преобразователем напряжения называют ИВЭ, в котором постоянное напряжение одной величины преобразуется в переменное или постоянное напряжение другой величины. Преобразователи, на выходе которых действует переменное напряжение, называются инверторами, постоянное напряжение - конверторами. Различие между ними заключаются в том, что в конверторах, помимо переключающего устройства и трансформатора, имеется выпрямитель и сглаживающий фильтр. Структурная схема такого преобразователя приведена на рисунке 4.

Транзисторные преобразователи выполняются на выходную мощность до нескольких сотен ватт. Преобразователи на большие мощности выполняются на тиристорах.

Полупроводниковые приборы в инверторах работают в режиме переключения. Такой режим позволяет относительно маломощным транзисторам управлять достаточно большой мощностью в нагрузке, обеспечивая высокий КПД преобразователя.

По принципу действия транзисторные инверторы подразделяются на преобразователи с самовозбуждением и преобразователи с независимым возбуждением. Преобразователи с самовозбуждением выполняют в виде автогенераторов с трансформаторной положительной обратной связью. Преобразователи с независимым возбуждением состоят из маломощного задающего генератора ЗГ (автогенератора) и усилителя мощности.

Рисунок 5 - Преобразователь с независимым возбуждением

Инверторы выполняют по однотактной и двухтактной схемам. Основным недостатком однотактных инверторов является подмагничивание сердечника трансформатора постоянной составляющей тока, что приводит к увеличению размеров трансформатора. Преобразователи с независимым возбуждением применяются на мощности в сотни Вт, с самовозбуждением - десятки Вт.

1.3 Выпрямители

Простейшая схема -- схема однофазного выпрямителя, работающего на чисто активную нагрузку, показана на рисунке 6.

Рисунок 6 - Однофазный выпрямитель

Допустим, что трансформатор и диод идеальны. Идеальность трансформатора дает возможность считать, что напряжение на вторичной обмотке при любом токе, текущем через нее, равно наведенной в ней ЭДС. Идеальность диода показана на рисунке 7.

Рисунок 7 - ВАХ идеального диода

Изменения тока и напряжения показаны на рисунке 8.

,

,где U2 - действующее напряжение на вторичной обмотке трансформатора.

Так как исходными для расчета являются именно величины I0 и E0, а для расчета трансформатора нужны величины U2 и I2, то обычно их вычисляют по формулам:

I2=1,57I0;

U2=2,22E0.

Для выбора диода, кроме тока I0, необходимо знать амплитудное значение тока через диод и амплитуду обратного напряжения (приложенного к диоду в моменты, когда через него не идет ток, и напряжение на диоде отрицательно по отношению к катоду):

Если формально определить коэффициент пульсаций, то он окажется равным 157 %, то есть такая схема для питания аппаратуры непригодна.

Рассмотрим схему, в которой используются оба полупериода напряжения на вторичной обмотке. Эту схему называют мостовой. На рисунке 9 изображен мостовой выпрямитель.

Рисунок 9 - Мостовой (двухполупериодный) выпрямитель

Допустим, в первый момент времени на верхней точке обмотки трансформатора (а) по отношению к точке (б) существует положительный потенциал: ток течет в этом случае по цепи VD1-Rн-VD3-вторичная обмотка. В следующий полупериод (б - положительно относительно а) ток течет по цепи VD4-Rн-VD2-вторичная обмотка.

Заметим, что направление тока через Rн не меняется, а через вторичную обмотку трансформатора меняется. Очевидно, что напряжение на нагрузке больше, чем в ранее рассмотренной схеме, так как Uобр = Um+E0 - сумме напряжений на обмотке и нагрузке, но приложенной к двум диодам. И в идеале делится пополам (рисунок 10).

Рисунок 10 - Изменение напряжения и тока, протекающего через мостовой выпрямитель

Схема выпрямителя может быть с двумя обмотками или с одной обмоткой, имеющей среднюю точку (рисунок 11).

В схеме поочередно работают верхняя и нижняя половины, обеспечивая протекание тока через нагрузку в обе половины периода. Такая схема называется двухфазной однополупериодной. Мы посмотрели работу источника на активную нагрузку. Обычно это не так. Часто параллельно нагрузке включен конденсатор, являющийся необходимым элементом сглаживающего фильтра.

Рассмотрим, что же будет в этом случае. Для наглядности рассмотрим простейшую схему, приведенную на рисунке 12.

Рисунок 12 - Однофазный выпрямитель со сглаживающим фильтром

Сопротивление r учитывает не идеальность диода, т.е. сопротивление диода в открытом состоянии. В один из полупериодов через диод VD пройдет ток. Конденсатор начнет заряжаться с постоянной времени t3=rC в полярности, указанной на рисунке.В момент, когда напряжение U2 на обмотке станет равным напряжению на конденсаторе (выходное напряжение), прямой ток через VD прекратится, и конденсатор начнет разряжаться через RН с постоянной времени:

фp=RнС.

Так как всегда Rн>>r, то фp>>фз и ток разряда iр много меньше iз (это дает возможность не учитывать ток через Rн во время заряда конденсатора), то есть весь прямой ток идет на конденсатор. Графически это будет выглядеть следующим образом (рисунок 13):

Рисунок 13 - Изменение напряжения на конденсаторе сглаживающего фильтра

Поскольку фр>>фз, на начальном этапе поступает большее количество электрической энергии, чем теряется при разрядке, и выходное напряжение растет от периода к периоду. Рост прекратится, когда поступаемый заряд станет равен теряемому. Линиями на рисунке 23.10 показаны интервалы, в течение которых происходит заряд конденсатора. Форма тока в этих интервалах близка к отрезкам синусоиды.

При отсутствии конденсатора, то есть когдаС = 0, напряжение Е0 (в нагрузке) равно 0,318Um.

При емкостиС = ?, Rн = ?, напряжение Е0 стремится к Um, то есть включение конденсатора позволяет увеличить выпрямленное напряжение и уменьшить коэффициент пульсаций, если емкость С очень большая.

Во всех приведенных схемах в пределе напряжение Е0 = Um.

Рассмотрим схему выпрямителя с удвоением (рисунок 14).

Рисунок 14 - Выпрямитель с удвоением напряжения

Фактически это два работающих последовательно однофазных однополупериодных выпрямителя, выходные напряжения которых складываются на общей нагрузке. В один полупериод открыт диод VD1, и заряжается конденсатор С1 по цепи VD1-C1-вторичная обмотка. В следующий полупериод ток течет по цепи VD2-C2-вторичная обмотка. Очевидно, что напряжение на нагрузке равно 2Е0.



2 Проектирование

2.1 Постановка задачи

Разработать преобразователь с самовозбуждением, нагруженный на выпрямитель со сглаживающим фильтром по следующим данным: Uп = 14В, Uн = 20 В, Iн = 1А, частота 1 кГц.

2.2 Назначение выбранного устройства и область применения

Преобразователь предназначен для питания аппаратуры, имеющей питающее напряжение выше 14В, от аккумуляторных батарей. Разрабатываемый преобразователь, может применяться для питания усилителя мощности автомобиля.

2.3 Моделирование принципиальной электрической схемы. Выбор схемы преобразователя

Автогенератор с насыщающимся силовым трансформатором.

может быть выполнен однотактным или двухтактным.

Преобразователи с однотактным автогенератором применяют для повышения напряжения постоянного тока мощностью 1-2 Вт.

Преобразователи с двухтактным автогенератором применяют при мощностях порядка десятков ватт. В них используют транзисторы большой мощности на теплоотводах. Напряжение, получаемое на выходной обмотке, преобразуется в пульсирующее напряжение выпрямителем, выполненным по однофазной мостовой схеме.

Трансформатор преобразователя с двухтактным автогенератором имеет меньший размер, чем трансформатор в однотактном генераторе. Однако при входном напряжении ниже 5 В и мощности менее 10 Вт однотактный генератор, как содержащий один транзистор, предпочтительнее. При напряжениях Uвых 1 кВ и малых точках однотактные автогенераторы также более целесообразны.

Основные схемы инверторов с двухтактным автогенератором приведены на рисунке 15.

В рассматриваемых автогенераторах управление транзисторами осуществляется с помощью дополнительных («базовых») обмоток, расположенных на сердечнике трансформатора. Эти обмотки включены таким образом, чтобы в схемах автогенераторов была осуществлена положительная обратная связь. За счет этих обмоток один из транзисторов автогенератора открыт и находится в режиме насыщения, а другой закрыт и находится в режиме отсечки.

Поскольку принцип действия всех автогенераторов, схемы которых приведены на рисунке 15, одинаков, ограничимся рассмотрением переходных процессов коммутации транзисторов на примере схемы рисунок 15, б.

Пусть в произвольно выбранный начальный момент времени транзистор VT1 открыт, а транзистор VТ2 закрыт. Первичная обмотка трансформатора своим началом (условно обозначено точкой) подключена к положительному полюсу источника питания. Полярность напряжений па остальных обмотках трансформатора такова, чтоVT1 поддерживается в режиме насыщения, а транзистор VT2--в режиме отсечки. Такое исходное состояние транзисторов будет иметь место в течение всего интервала времени, пока к базе VT1 будет приложен отрицательный, а к базе VT2 положительный потенциал относительно общей точки их эмиттеров.

Переключение транзисторов начнется в момент насыщения трансформатора, когда его ток холостого хода резко увеличивается, стремясь в пределе (при открытом транзисторе VT1) к значению тока короткого замыкания источника питания Возрастание тока холостого хода трансформатора вызывает увеличение коллекторного тока открытого транзистора VT1, в результате чего условие его насыщения перестает выполняться. Транзистор VT1, при этом переходит из режима насыщения, в котором падение напряжения между его эмиттером и коллектором было мало и не превышало единиц вольта, в режим усиления, когда напряжение на нем возрастает, а ток коллектора становится пропорционален току его базы.

Увеличение падения напряжения между эмиттером и коллектором VT1, приводит к соответствующему уменьшению напряжения на первичной и остальных обмотках трансформатора, в результате чего ток базы VT1 уменьшается. Это приводит к дальнейшему уменьшению тока коллектора VT1 и возрастанию приложенного к нему напряжения.

В лавинообразном развитии процесса переключения транзисторов принимает участие и насыщенный трансформатор. Благодаря запасенной в нем электромагнитной энергии обеспечивается резкая смена полярности напряжений на его обмотках, что приводит к появлению тока базы у ранее закрытого транзистора VT2. Далее одновременно с процессом закрывания транзистора VT1 и увеличения напряжения на его коллекторе происходит процесс открывания транзистора VT2 и уменьшения напряжения на его коллекторе.

Оба этих процесса заканчиваются в момент насыщения транзистора VT2 и полного закрывания транзистора VT1. При этом напряжение на первом из них практически равно нулю, на втором -- удвоенному значению напряжения питания. Первичная обмотка Тр оказывается подключенной своим концом к положительному полюсу источника питания; полярности напряжений на остальных обмотках также будут противоположными исходным: VT1 поддерживается в закрытом состоянии, VT2 -- в открытом. К базе первого из них относительно эмиттера приложен положительный потенциал, к базе второго -- отрицательный. При следующем насыщении трансформатора Тр снова произойдет переключение транзисторов в исходное состояние: VT1 открыт, VT2 закрыт и т. д. Процессы переключения транзисторов из одного состояния в другое имеют периодический характер.

Длительность процессов переключения, а следовательно, и длительность фронтов переменного напряжения резко увеличиваются по мере уменьшения скорости изменения тока в коллекторной цепи закрываемого транзистора и увеличения индуктивности намагничивания трансформатора в его насыщенном состоянии. Наименьшая длительность фронтов и наименьшая длительность процессов переключения будут иметь место в случае выполнения магнитопровода трансформатора из ферромагнитных материалов с высокой прямоугольностью петли гистерезиса (например, из пермаллоев типов 34НКМП, 79НМ и т. п.).

Для автогенераторов с общим резистором R2, включенным в базовые цепи одновременно обоих транзисторов (рисунок 15,a), процесс переключения транзисторов происходит быстрее, чем для схемы приведенной на рисунок 15,б. Здесь после смены полярности напряжении на обмотках трансформатора ток базы открывающегося транзистора на время переходного процесса не ограничен резистором R2. Этот ток протекает через базовую обмотку трансформатора и через базу закрываемого транзистора, причем переход эмиттер-база последнего при этом способен кратковременно пропустить в обратном направлении значительный ток вследствие большой инерционности процесса его закрывания.

Для ускорения процессов переключения транзисторов в автогенераторе, выполненном на силовых бездрейфовых транзисторах, уменьшения потерь мощности в них, сокращения длительности фронтов переменного напряжения параллельно дополнительным резисторам, включаемым в цепи баз транзисторов, подключаются конденсаторы (С-на рисунок 15,а; С1 и С2-на рисунок15,б). Благодаря этим конденсаторам амплитуда обратного тока в цепи базы каждого из транзисторов в момент их закрывания оказывается значительно большей, чем при отсутствии указанных конденсаторов.

Включение таких конденсаторов, которые в силу выполняемой ими функции получили название форсирующих, приводит к увеличению напряжения эмиттер--база закрытого транзистора. Это не всегда приемлемо для дрейфовых транзисторов, которые, как правило, имеют малое предельно допустимое значение этого напряжения.

На практике в инверторах, предназначенных для работы на индуктивно-активную нагрузку и в случае, когда транзистор в инверсном режиме не может

пропустить полный ток нагрузки, параллельно каждому силовому транзистору обычно включают возвратный диод. При работе автогенераторов на индуктивно-активную нагрузку переменные напряжения на обмотках трансформатора изменяют свою полярность скачкообразно: выход закрывающихся транзисторов из режима насыщения сопровождается мгновенным открыванием соответствующих возвратных диодов. На рисунке 15 шунтирование транзисторов такими диодами показано пунктиром.

Для выполнения автогенераторов по схемам рисунка 15, а, б необходимы сравнительно высоковольтные транзисторы сUкэмакс>2,5UВХ. Схема на рисунке 15, а обеспечивает при прочих равных условиях меньшие потери мощности в транзисторах, меньшую длительность фронтов переменного напряжения и больший к.п.д. по сравнению со схемой, приведенной на рисунке15, б. Включение форсирующих конденсаторов делает обе эти схемы идентичными по своим параметрам.

Мостовая схема (рисунок 15, в) используется, когда в распоряжении разработчика отсутствуют транзисторы с Uкэмакс2,5UВХ .Такой автогенератор хотя и содержит вдвое большее число транзисторов по сравнению с двумя предыдущими схемами, однако требует более низковольтных транзисторов. Каждый из транзисторов в этом автогенераторе может иметь вдвое меньшее предельно допустимое напряжение эмиттер--коллектор.

Полумостовая схема (рисунок 15, г) сочетает в себе достоинства ранее рассмотренных схем: позволяет использовать сравнительно низковольтные транзисторы с Uкэмакс (1,21,5)UВХ и содержит минимальное число силовых транзисторов, но при ее практической реализации возникают трудности, обусловленные тяжелыми электрическими режимами работы конденсаторов в емкостном делителе напряжения (С1, С2). Через каждый из этих конденсаторов поочередно протекает полный ток нагрузки, приведенный к входу автогенератора.

Исходя из технического задания выбор схемы останавливаем на двухтактном автогенераторе по схеме с выводом нулевой точки первичной обмотки трансформатора --рисунок 15.а.

Транзисторы в инверторах с выводом нулевой точки первичной обмотки трансформатора могут быть включены по схеме с объединенными эмиттерами (как показано на рис. 15, а, б.) или объединенными коллекторами(рисунок 16.).



Преобразователь с двухтактным автогенератором по схеме на рисунке 16 более удобен, потому что в этом случае принципиально не требуется электрическая изоляция корпуса каждого транзистора от общего радиатора, отводящего .тепло от транзисторов, так как коллекторы при этом коллекторы транзисторов гальванически соединены между собой, и их можно монтировать на общем радиаторе (шасси), не изолируя один от другого и от радиатора.

При напряжении источника питания до 12-15 В автогенераторы целесообразно выполнять по схеме с ОК (рисунок16).При большем напряжении источника имеют преимущество двухтактные автогенераторы по схеме с ОЭ.

С делителя напряжения R1, R2 через обмотку обратной связи III на базу транзистора подается начальное смещение, облегчающие возникновение колебаний в автогенераторе при включении на него питания.

Резкая смена полярности тока в питающей линии и возврат энергии в источник питания требуют включения на входе инвертора емкостного накопителя.

В следствии несинусоидальности токов в цепях преобразователей создаются помехи радиоприему в широком спектре частот (до 30 МГц). Помехи эти устраняют экранированием преобразователей и включением в их входные и выходные цепи фильтров, состоящих из высокочастотных дросселей L1, L2, L3 индуктивностью по 40-60 мкГ и конденсаторов, имеющих малую внутреннюю индуктивность. Наиболее желательно применение проходных керамических конденсаторов. Соединительные провода следует выполнять возможно короче.

2.3 Выбор конструкции трансформатора. Магнитопроводы

Магнитопроводы из электротехнических сталей применяют при частоте переключения f 1 кГц. При этом для наборного магнитопровода из пластин толщиной 0,2-0,35 ммдопускают Bm=0.60,8 Т и для витого разрезанного магнитопровода 0,9-1 Т.

При ферритовом магнитопроводе частоту переключений можно повысить до нескольких килогерц и тем самым уменьшить размеры трансформатора и емкости конденсаторов в сглаживающем фильтре. При более высоких частотах переключения к.п.д. преобразователя с мощными транзисторами заметно снижается вследствие роста потерь во время запирания транзисторов (потери, вызываемые в основном инерционностью рассасывания неосновных носителей у перехода). Поэтому применение частоты переключения свыше 3кГц нецелесообразно Наиболее распространены магнитопроводы из марганцово-цинковых ферритов с высокой магнитной проницаемостью, например марок 2000НМ, 3000НМ и др. Для них принимают Bm=0.20,3 Т.

2.4 Обмотки

Порядок намотки трансформатора следующий: первой наматывается обмотка I , поверх ее обмотка IIIи, наконец, обмотка II. Для уменьшения рассеяния магнитного потока обе половины обмотки I наматываются в слой одновременно (сложенным вдвое проводом). Средняя точка обмоткиI образуется соединением начала одного провода с концом другого. Подобным же образом наматывается и обмотка III.

2.5 Выбор типа фильтра

Выбираем простейший однозвенный сглаживающий фильтр типа RC, который применяют, когда весь выпрямленный ток должен иметь одну степень фильтрации и когда нужно выпрямленное напряжение одной величины.

2.6 Расчет элементов и основных параметров

Расчет преобразователя напряжения

Исходные?данные?для?расчета:

Постоянная?оставляющая?полного?тока?нагрузки?преобразователя?I0;

?постоянная?составляющая?напряжения? U0?на?входном конденсаторе?C0;?так?как?преобразователь?предлагается?добавить?сглаживающий?фильтр,?то U0? выбирают?с?учетом?падения?напряжения?на?этом?фильтре;

допустимый коэффициент 0 на конденсаторе C0 ( с учетом сглаживающего действия фильтра);

напряжение Uвх первичного источника питания постоянного тока (батареи);

ориентировочно выбранная частота переключения автогенератора,исходя из того, каков будет материал магнитопровода трансформатора.

Действующие напряжения обмоток оказываются равными амплитудным значениям, так как переменное напряжение на обмотке трансформатора практически имеет прямоугольную форму. Поскольку прямое сопротивление полупроводниковых диодов не велико, то при U0 в несколько десятков или сотен вольт падением напряжения на диодах при расчете можно пренебречь и считать, что практически напряжение U0UIIи.

Расчет преобразователя выполняем в следующем порядке:

определяем ток коллектора?каждого?транзистора в импульсе и значение средней рассеиваемой на нем мощности (произведение Iк и Uвх/10 учитывает потери мощности на транзисторе при переключении для всех практических случаев с достаточным запасом). Напряжения насыщения коллектора для кремниевых транзисторов ориентировочно выбираем UКЭнас=25В=3,5 В

выбираем тип транзистора, удовлетворяющий условиям:

по полученным данным выбираем КТ819В;

взяв минимальный статический коэффициент передачи тока h21Э для выбранного транзистора, определяем амплитуду для импульса тока в цепи базы транзистора, которая должна быть не больше максимально допустимого тока транзистора IБmax=3А:

определяем сечение магнитопровода трансформатора:

выбираем магнитопровод Ш1624 сечением 3,5см2;

числа витков обмоток трансформатора

необходимые диаметры проводов обмоток транзистора найдем, исходя из действующих значений токов них и допустимой плотности тока для сердечника выбранного размера:

определяем сопротивления резисторов R1, R2 и емкости конденсаторов С1, С2:

минимальную емкость конденсатора С0 ,

принимаем 00,025 при 1000Гц

2.7 Расчет фильтра

Принимаем падение напряжения на R 2 вольта

Сопротивление резистора R3 при заданной постоянной составляющей тока I1-2

Допускаемая мощность рассеяния резистора должна быть не менее

Коэффициент сглаживания

Емкость конденсатора



Заключение

В результате проведенной работы был рассчитан и разработан двухтактный однотрансформаторный преобразователь с самовозбуждением, т.е. был рассмотрен цикл создания двухтактного однотрансформаторного преобразователя с самовозбуждением от расчета до проектирования печатной платы.



Список используемой литературы.

Хмелев В. Н., Шалунов А.В., Сыпин Е. В. Электроника и микропроцессорная техника. Алт. гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова. - БТИ. - Бийск Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2008г .стр 196-205.

Китаев В.Е., Бокуняев А.А. Расчёт источников электропитания устройств связи. - М.: Радио и связь, 1993. стр. 4-29,64-67,145-148.

Журавлёв А.А. Мазель К.Б. Преобразователи постоянного напряжения на транзисторах. - М.: Высшая школа,1978. стр. 25 - 44.

Размещено на Allbest.ru