На базе транзисторного ключа

Расчет производится по методике изложенной в [4], на примере регулятора который должен обеспечивать:

-номинальное напряжение на выходе при коэффициенте пульсаций не более

-номинальную мощность на нагрузке , при диапазоне изменения выходного напряжения

 

 

Полагаем, что частота коммутации транзисторного ключа

 

Расчёт силовой части производится в следующей последовательности.

1.Средний ток на нагрузке и среднее значение выходного напряжения:

 

2.Диапазон изменения скважности в режиме непрерывного тока в дросселе

 

3. Индуктивность дросселя фильтра

4.Величина ёмкости конденсатора фильтра.

Для определения ёмкости конденсатора фильтра C рассчитаем произведение LC

 

 

Ёмкость С равна

 

Проверим обеспечивают ли параметры фильтра C и L заданный уровень пульсации выходного напряжения

T-период коммутации схемы управления.

Следовательно, уровень пульсаций выходного напряжения не превышает допустимый 2.2 В.

По результатам расчёта, учитывая максимальный уровень выходного напряжения, выбираем конденсатор серии К50-22 30 мкФ.

 

5. При расчёте и конструировании дросселя фильтра кроме его индуктивности L необходимо знать его следующие параметры:

- перед определением максимального значения тока вычислим коэффициент кратности тока по формуле

 

 

-максимальное значение тока

 

-действующее значение тока

 

 

-максимальное значение напряжения

 

Для выбора элементной базы транзисторного ключа и обратного тока диода определим значения токов и напряжений в этих элементах:

-максимальное значение тока в ключе и на диоде

- среднее значение тока в ключе

 

 

-среднее значение тока в диоде

 

 

-максимальное значение напряжения на ключе и на диоде равны

 

По результатам расчёта с учётом частоты переключения выбираем в качестве ключа силовой IGBT транзистор IRG4PSC71UD фирмы International Rectifier.

Основные параметры транзистора:

В качестве диода выбираем диод фирмы QUIETIR серии 60EPF.

Основные параметры диода:

 

Расчёт параметров дросселя.

Исходными данными для расчёта являются индуктивность L и средний ток нагрузки.

Расчёт производится по методике,изложенной в [4].

1.Энергоёмкость дросселя

 

 

2. Минимальный необходимый объём магнитопровода

 

 

 

3. Объём магнитопровода выбранного сердечника

 

4. Величина немагнитного зазора.

5.Число витков обмотки дросселя

 

Принимаем W=12.

Для уменьшения влияния поверхностного эффекта, связанного с работой дросселя на большой частоте, выбираем для обмотки провод ПЩ диаметром 2.5 мм, состоящего из параллельных проволочек диаметром 0.1мм.

6. Определим максимальную магнитную индукцию в магнитопроводе

 

 

Значение B меньше, чем индукция насыщения материала.

Расчёт теплового режима транзистора и диода.

 

Первое слагаемое можно определить, зная эффективное значение тока коллектора и напряжение насыщения коллектор эмиттер. Эффективное значение тока определим по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент теплообмена излучением

Суммарный коэффициент теплообмена