Вход

Преобразователь постоянного напряжения

Курсовая работа по радиоэлектронике
Дата добавления: 26 апреля 2003
Язык курсовой: Русский
Word, rtf, 1.1 Мб (архив zip, 67 кб)
Курсовую можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу



МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕКСТИЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. КОСЫГИНА А.Н.















КУРСОВОЙ ПРОЕКТ




ТЕМА ПРОЕКТА – ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
















Выполнил: студент гр.14в-99

Иванова А.А.


Проверил: доцент кафедры АПЭ

Ермолаев Ю.А.











Москва 2002


СОДЕРЖАНИЕ






Введение………………………………………………………………… стр. 3

Исходные данные………………………………………………………. стр. 4

Проектирование и расчет……………………………………………… стр. 5

Описание работы схемы и назначение ее элементов………………… стр. 12

Спецификация элементов……………………………………………… стр. 13

Список литературы…………………………………………………….. стр. 14













































Введение


Полупроводниковые преобразователи электрической энергии


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.







































Исходные данные


ДАНО:

Напряжение питания – U1 = 5B10%(пост. тока)

Напряжение выходное – Uн = 15B1%(пост. тока)

Мощность нагрузки – Pн = 10Вт

Допустимая амплитуда пульсаций – кп = 0,05

ВОПРОСЫ:

  1. Разработать функциональную и принципиальную схему преобразователя.

  2. Выбрать и рассчитать элементы схемы.

  3. Определить параметры преобразователя.

  4. Описать работу схемы и назначение ее элементов.

  5. Составить спецификацию элементов.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ:

Принципиальная электрическая схема.








































Проектирование и расчет


Схема преобразователя.


На рис. 1 показана схема двухтактного преобразователя с самовозбуждением с выходом на постоянном токе.

Схема содержит работающие в ключевом режиме транзисторы VT1 и VT2, трансформатор TV, магнитопровод которого выполнен из материала с прямоугольной петлей гистерезиса (рис. 2.), выпрямительный мост VD и конденсатор С, сглаживающий пульсации напряжение на нагрузке.

Трансформатор TV имеет три обмотки: первичную (коллекторную W1), вторичную W2 и базовую WБ. Первичная и базовая обмотки выполнены из двух полуобмоток с выведенной средней точкой.




Рис. 1. Двухтактный преобразователь.


           


Рис. 2. Петля гистерезиса.

Выбор и расчет элементов схемы.


Выбор частоты:

Одним из важнейших параметров полупроводникового преобразователя является частота преобразования инверторного звена. Частота выбирается с учетом множества факторов, таких как необходимые массогабаритные показатели, простота схем управления, схем коммутации и других схемных решений, надежность, устойчивость к перегрузкам и т.п.

Повышение частоты работы преобразователей с 50Гц до нескольких десятков килогерц позволило резко уменьшить массогабаритные показатели устройства за счет уменьшения массы и габаритов силового трансформатора, а также массы и габаритов конденсаторов и дросселей.

В тоже время излишнее повышение частоты преобразования приводит к целому ряду отрицательных последствий. Возрастают потери в ключевых элементах за счет увеличения доли динамических потерь, растут потери в стали магнитопровода трансформатора. На высокой частоте начинают проявляться такие негативные явления, как паразитные индуктивности и емкости соединительных проводов, возникает необходимость учитывать эффект вытеснения тока в обмотках трансформаторов и дросселей.

Таким образом, повышение частоты преобразования полупроводникового преобразователя является действенным способом понижения их массогабаритных показателей.

Исходя из вышеописанного, для расчета данной схемы (двухтактного преобразователя) целесообразно задаться частотой 20кГц.

Частота преобразования напряжения – f = 20 кГц.


Выбор материала и конструкции магнитопровода трансформатора:

Наиболее важными характеристиками материала магнитопровода высокочастотного трансформатора являются удельные потери мощности в материале магнитопровода и значение индукции насыщения Bs.

В качестве материала высокочастотных трансформаторов (до сотен кГц) в настоящее время могут быть использованы ферриты.

Ферриты обладают низкими значениями удельных потерь, приемлемыми значениями индукции насыщения (Bs < 0,4 Тл) и высокой магнитной проницаемостью.

Для данной частоты (20 кГц) рекомендуется выбрать сердечник типа К из феррита марки 2000НМ3.


Расчет выпрямителя с активно-емкостной нагрузкой:

Схема выпрямителя – однофазная мостовая (m = 2).

Определяем ориентировочные значения коэффициентов B и D для m = 2:

B = 0,9; D = 2,15.

Максимальное выпрямленное напряжение Uн max = 15,15В.

Ориентировочно определяем параметры однофазной мостовой схемы при работе на активно-емкостную нагрузку (ток нагрузки - Iн = Pн/Uн = 0,66А):

Uобр = 2ВUн max = 2*0,9*15,15 = 19,28В

Iпр ср = 0,5Iн = 0,5*0,66 = 0,33А

Iпр = 0,5DIн = 0,5*2,15*0,66 = 0,71А

Sтр = 0,707DBPн = 0,707*2,15*0,9*10 = 13,68Вт

Uобр – обратное напряжение вентиля (В), Iпр ср, Iпр, Iпр m – действующее и амплитудное значение тока вентиля (А), Sтр – габаритная мощность трансформатора (Вт),

По вычисленным значениям Uобр и Iпр ср выбираем диодную сборку типа «КЦ412А» , для которых Uобр = 50В > 19,28В; Iпр ср max = 1А > 0,33А; 1,57 Iпр ср max = 1,57А > 0,72А; Uпр = 1,2В.

Определяем сопротивление вентиля в прямом направлении rпр (Ом):

rпр = Uпр/Iпр ср = 1,2/0,33 = 3,64Ом.

Определяем сопротивление обмоток трансформатора rтр (Ом):

rтр = krUн 4 SfBsн /IнfBs = 3,5*15*4 20000*0,2/10 /0,66*20000*0,2 = 52,5*4,474/2640 = 52,5/11811,36 = 0,09Ом,

при kr = 3,5; S = 1.

kr – коэффициент, зависящий от схемы выпрямления; S – число стержней трансформатора, на которых помещены его обмотки.

Сопротивление фазы r (Ом):

r = rтр+2rпр = 0,09+2*3,64 = 7,37Ом.

Определяем коэффициент А:

A = Iнr/mUн = 0,66*3,14*7,37/2*15= 0,51

По коэффициенту А определяем коэффициенты:

В = 1,25; D = 1,9; F = 4,8.

Определяем параметры трансформатора и вентелей:

U2, I2 – напряжение и ток вторичной обмотки трансформатора; I1, U1 - напряжение и ток первичной обмотки трансформатора.

Е2 = U2 = BUн = 1,25*15 = 18,75В

I2 = 0,707DIн = 0,707*1,9*0,66 = 0,89А

Е1 = U1 = 5В

I1 = 0,707DIнU2/U1 = 0,707*1,9*0,66*18,75/5= 3,32А

S2 = S1’ = Sтр’ = 0,707BDPн = 0,707*1,25*1,9*10 = 16,79Вт

Iпр = 0,5DIн = 0,5*1,9*0,66 = 0,63А < 1,57 Iпр ср max = 1,57А

Uобр = 2ВUнmax = 2*1,25*15,15 = 26,78В

Iпр m = 0,5FIн = 0,5*4,8*0,66 = 1,58А

Таким образом, выбранная предварительно диодная сборка типа «КЦ412А» пригодна для работы в схеме выпрямления.

Определяем при А = 0,51 коэффициент Н = 88

Определяем емкость конденсатора С (мкФ):

С = Н/ кпr = 88/0,05*7,37 = 238,81 мкФ

Выбираем конденсатор типа «К 50-20» на номинальное напряжение 25В номинальной емкости 500мкФ.

Уточняем величину пульсаций кп = Н/ Сr = 88/500*7,37 = 0,02, т.е. пульсация менее заданного значения.


Расчет трансформатора и остальных элементов схемы:

1. Для расчета необходимо задаться КПД трансформатора - , значениями электромагнитных нагрузок: магнитной индукции - Bs (Тл) и плотностью тока в обмотках - j(А/мм2), коэффициентом заполнения медью магнитопровода - кo, коэффициентом заполнения сталью/сплавом сечения магнитопровода - кс, коэффициентом длительности импульса - кф. Значения вышеперечисленных расчетных данных примем по рекомендациям для данного типа сердечника:

  •  = 0,85;

  • Bs = 0,2 Тл;

  • j = 12,5 А/мм2;

  • кo = 0,13;

  • кс = 1;

  • кф = 1.

  1. Определяем расчетную мощность трансформатора по формуле Sрас (Вт):

Sрас = 1/222(1+2)Рн = 0,601*44,042 = 26,469 Вт

3. Для выбора типоразмера магнитопровода следует рассчитать произведение, где Sc - площадь поперечного сечения стержня трансформатора, So - площадь окна магнитопровода:

ScSo = Sрас102/2кфfBjkcko = 2646,9/2*20*103*0,2*12,5*0,13 = 0,2036 см4.

Ближайшее, большее к расчетному значение ScSo – 0,271 см4.

По нему выбираем типоразмер магнитопровода: К 20106







b a d

D

Размеры магнитопровода К 20106:

a = 5 мм, b = 6 мм, d = 10 мм, D = 20 мм.

Средняя длина магнитной силовой линии lc = 5,03см.

Масса магнитопровода Gст = 6,7г.

Площадь окна магнитопровода So = 1,13см2.

Площадь поперечного сечения стержня трансформатора Sc = 0,24см2.

  1. Потери в магнитопроводе трансформатора Рст (Вт):

Рст = РудGст , где Руд – удельные потери в 1 кг материала магнитопровода при нормированных значениях магнитной индукции и частоты (Вт/кг);

Руд = 30 Вт/кг, Gст = 6,7г = 0,0067кг.

Рст = 30*0,0067 = 0,201 Вт.

4. Число витков первичной вторичной и базовой обмоток трансформатора:

w1 = U1(1-0,5U)104/4kфfBsSckc

w2 = U2(1+0,5U)104/4kфfBsSckc

wб = Uб(1+0,5U)104/4kфfBsSckc

U - относительное изменение напряжения на выходе трансформатора (В)

U = 0,035 B.

w1 = 5*(1-0,5*0,035)* 104/4*20000*0,2*0,24 = 49125/3840 = 12,79  13

w2 = 18,75*(1+0,5*0,035)* 104/4*20000*0,2*0,24 = 190781,25/3840 = 49,68  50

wб = 4*(1+0,5*0,035)*104/4*20000*0,2*0,24 = 40700/3840 = 10,59  11

(Uб = 4* Uбэ нас = 4В, т.к. Uбэ нас = 1В)

  1. Действующее значение тока холостого хода - I0 (А):

I0 =  I20p + I20a = 0,123А,

где I0a - действующее значение активной составляющей тока холостого хода (А),

I0a = Рст/ U1*(1- 0,5*U) = 0,201/5*(1-0,5*0,035) = 0,201/4,9125 =0,041А

а I0p - действующее значение реактивной составляющей тока холостого хода (А),

I0p = 2Нlc*10-2/w1 = 2*40*0,0267/13 = 1,51/13 = 0,116А

где Н – эффективное значение напряженности магнитного поля (А/м),

Н = 40А.

6. Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора - I1 (А); расчет транзисторов и резисторов:

I1 = 0,5*(2*( Iб*wб/w1)2+(I2*w2/w1)2+I02) = 0,5*(2*(0,969*11/13)2 + (0,89*50/13)2 + 0,0151) = 13,077 = 3,616А

Где I2 - тока вторичной обмотки трансформатора (А),

I2 = 0,89А,

Iб - тока базовой обмотки трансформатора (А),

Iб = Iб нас/2 = 1,37/2 = 0,969А,

Iб нас – ток базы, необходимый для насыщения транзистора (А),

Iб нас = Iк нас*kнас/h21 э min = 9,82*1,4/12 = 1,37А,

kнас – минимальный коэффициент насыщения транзистора,

Iк нас – значение тока коллектора открытого транзистора,

h21 э min – минимальный коэффициент передачи тока.

Принимаем

kнас = 1,4

Iк нас = U2*I2/( U1 min – Uкэ нас ) = 18,75*0,89/0,85*(4,5-2,5) = 16,69/1,7 = 9,82А

Uкэ нас = 2,5В

Uкэ max – максимальное напряжение на закрытом транзисторе преобразователя (В),

Uкэ max = 2,4* U1 max = 2,4*5,5 = 13,2В

По значениям тока Iк нас и напряжения Uкэ max из справочника выбираем тип транзистора и определяем его основные параметры:

Выбираем транзистор марки «КТ 805 А»

Uкэ max = 160В

Iк max = 5А

Pк max = 15Вт

h21 э = 15

Iс max = 150А

fгр = 20Мгц

Проверяем, не превышает ли максимально допустимый ток коллектора выбранного транзистора значение Iк max.

Iк max = Iк нас*kнас * h21 э max/h21 э min = 9,82*1,4 = 13,75А

Определяем значение мощности Рк (Вт), рассеиваемой транзистором преобразователя:

Рк = 0,5* Uкэ нас* Iк нас + U1 max* Iк max*т*f*кд = 0,5*2,5*9,82+5,5*13,75*7,96*10-9*20*103*0,5 = 12,275 + 0,006 = 12,281Вт

Коэффициент динамических потерь - кд = 0,5

т = 1/(2**fгр) = 7,96*10-9

Сопротивление резисторов Rб (Ом):

Rб = (Uб - Uбэ нас)/ Iб нас = (4-1)/1,37 = 2,19 Ом

Выбираем постоянный непроволочный резистор марки «С2-13-025», пределы сопротивления которого от 1 Ом до 1Мом, наибольшее рабочее напряжение – 250В.

7. Поперечные сечения проводов первичной, вторичной и базовой обмоток:

q’1 = I1/j = 3,616/12,5 = 0,2893 мм2

q’2 = I2/j = 0,89/12,5 = 0,0712 мм2

q’б = Iб/j = 0,969/12,5 = 0,07752 мм2

Выбираем обмоточный провод круглого поперечного сечения марки ПЭВ – 1.

Поперечное сечение:

q1 = 0,1886 мм2

q2 = qб = 0,06605 мм2

Диаметры проводов без изоляции:

d1 = 0,49 мм

d2 = dб = 0,29 мм

Диаметры проводов с изоляцией:

dи1 = 0,53 мм

dи2 = dиб = 0,33 мм

Уточняем плотность тока в обмотках:

j1 = I1/ q1 = 3,616/0,1886 = 19,17 А/мм2

j2 = I2/ q2 = 0,89/0,06605 = 13,47 А/мм2

jб = Iб/ qб = 0,969/0,06605 = 14,67 А/мм2

Средняя плотность тока в обмотках:

j = 4 j1 * j2 * jб  7,2106 А/мм2

  1. Конструктивный расчет трансформатора:

Среднее значение высоты (длины) намоточного слоя первичной обмотки h об 1 (мм):

h об 1 = (/2)*3*(d/2-г)+dост/2 = 1,57*(3*(5-0,5)+1,55) = 23,6285 мм

dост – остаточный диаметр = 3,1 мм

г – толщина изоляции магнитопровода = 0,5 мм

Число витков в одном слое первичной обмотки wсл 1 при kу = 0,75:

wсл 1 = h об 1*kу/dи1 = 23,6285*0,75/0,53 = 33,4365

Число слоев первичной обмотки nсл 1:

nсл 1 = w1/ wсл 1 = 13/33,4365 = 0,389  1

Радиальный размер первичной обмотки катушки 1 (мм):

1 = 1,2* nсл 1*dи1 = 1,2*1*0,53 = 0,636мм

Внутренний диаметр после намотки первичной обмотки dвн 1 (мм):

dвн 1 = d –21 = 10-1,272 = 8,728мм

Средняя высота слоя базовой обмотки h об б (мм):

h об б = dвн 1–б пр = 3,14*8,728–1,272 = 23,412 мм

Радиальный размер базовой обмотки катушки б пр (мм):

б пр = (1*Sб)/Sб* = (0,636*7,752)/3,876 = 1,272 мм

Расчетная габаритная мощность базовой обмотки Sб (Вт):

Sб = 2 Uб Iб = 2*4*0,969 = 7,752 Вт

Расчетная мощность базовой обмотки Sб (Вт):

Sб* = Uб Iб = 4*0,969 = 3,876 Вт

Число витков в одном слое базовой обмотки wсл б при kу = 0,75:

wсл б = h об б*kу/dиб = 23,412*0,75/0,33 = 53,209

Число слоев базовой обмотки nсл б:

nсл б = wб/ wсл б = 11/53,209 = 0,206  1

Радиальный размер базовой обмотки катушки б (мм):

б = 1,2* nсл б*dиб = 1,2*1*0,33 = 0,396 мм

Средняя высота слоя вторичной обмотки h об 2 (мм):

h об 2 = dвн 1–2 пр = 3,14*8,728–1,272 = 23,412 мм

Радиальный размер вторичной обмотки катушки 2 пр (мм):

2 пр = (1*S2)/S2* = (0,636*33,375)/16,688 = 1,272 мм

Расчетная габаритная мощность вторичной обмотки S2 (Вт):

S2 = 2 U2 I2 = 2*18,75*0,89 = 33,375 Вт

Расчетная мощность вторичной обмотки S2 (Вт):

S2* = U2 I2 = 18,75*0,89 = 16,688 Вт

Число витков в одном слое вторичной обмотки wсл 2 при kу = 0,75:

wсл 2 = h об 2*kу/dи2 = 23,412*0,75/0,33 = 53,209

Число слоев вторичной обмотки nсл 2:

nсл 2 = w2/ wсл 2 = 50/53,209 = 0,94  1

Радиальный размер вторичной обмотки катушки 2 (мм):

2 = 1,2* nсл 2*dи2 = 1,2*1*0,33 = 0,396 мм

Остаточный диаметр после намотки обмоток dост (мм):

dост = d – (1 + б +2) = 10 – (0,636 + 0,396+0,396) = 8,572 мм

9. Проверочный расчет трансформатора:

Средняя длина витка обмотки трансформатора lср (мм):

lср = 2*(a + b + rср)*10-3 = 2*(5 + 6 + 3,14*0,318)* 10-3 =0,024 мм

а = (D – d)/2 = (20-10)/2 = 5 мм

rср = 1 /2 = 0,636/2 = 0,318

Масса меди всех обмоток Gм (г):

Gм = Gм1 + Gм2 + Gмб = 0,5242+0,7044+0,1291 = 1,3577 г

Масса меди первичной обмотки Gм1 (г):

Gм1 = w1* lср *g1 = 13*0,024*1,68 = 0,5242 г

Масса меди вторичной обмотки Gм2 (г):

Gм2 = w2* lср *g2 = 50*0,024*0,587 = 0,7044 г

Масса меди базовой обмотки Gмб (г):

Gмб = wб* lср *gб = 11*0,024*0,587 = 0,1291 г

Коэффициент заполнения окна магнитопровода медью k0:

k0 = (q1 * w1 + q2 * w2 + qб * wб)*10-2/S0 = (0,1886*13+0,06605*50+0,06605*11)* 10-2/1,13 = 0,065/1,13 = 0,058

Масса изоляции Gиз (г):

Gиз = (1 - k0 )* Gм * из * kиз/ 8,9*k0 = (1-0,058)*1,3577*0,7/8,9*0,058 = 0,895/0,5162 = 1,734 г

Удельная масса изоляции из (г/см3):

из = 1 г/см3

Коэффициент укладки изоляции kиз:

kиз = 0,7

Масса трансформатора Gт (г):

Gт = Gм + Gиз + Gст = 1,3577 + 1,734 + 6,7 = 9,7917 г

Активное сопротивление обмоток при максимальной температуре окружающей среды:

r1 = w1* lср *kt * kj/ 57*q1 = 13*0,024*1,24/57*0,1886 = 0,3869/10,7502 = 0,0359

r2 = w2* lср *kt * kj/ 57*q2 = 50*0,024*1,24/57*0,06605 = 1,488/3,7649 = 0,3952

rб = wб* lср *kt * kj/ 57*qб = 11*0,024*1,24/57*0,06605 = 0,3274/3,7649 = 0,0869

Коэффициент, учитывающий увеличение удельного сопротивления меди с повышением температуры:

kt = 1+0,004*(Тс+Т-20) = 1+0,004*(30+50-20) = 1,24

kj = 1 (коэффициент увеличения сопротивления провода в зависимости от частоты тока питающей сети), Тс = 30С (макс. Температура окружающей среды), Т = 50С (температура перегрева обмоток).

Относительное значение активной составляющей напряжения короткого замыкания Uк.а:

Uк.а = (I1/U1)*( r1 * r2’) = (2,58/5)*(0,0359+0,103) = 0,516*0,1389 = 0,0717

Приведенное к первичной обмотке, активное сопротивление вторичной обмотки:

r2’ = r2*( w1/ w2) = 0,3952*(13/50) = 0,103

Относительное значение реактивной составляющей напряжения короткого замыкания Uк.р:

Uк.р = 2**0*f* I1* w12/ U1*(D+2*2)*(1 + б +2)/3* lср2 /4 = 2*3,14*3,4*10-7
*20000*3,616* 169/ 5*(20+0,792)*1,428/3* 0,00058 /4 = 26,097/103,96*0,476*0,000145 = 17,33*10-6

Магнитная постоянная 0 (Гн/м):

0 = 4*10-7 = 3,4*10-7 Гн/м

Относительное значение напряжения короткого замыкания Uк:

Uк =  U2к.а + U2к.р = 0,0717

Потери в меди обмоток:

Рм1 = I12 * r1 = 13,075*0,0359 = 0,469

Рмб = Iб2 * rб = 0,939*0,0869 = 0,0816

Рм2 = I22 * r2 = 0,7921*0,3952 = 0,313

Суммарные потери в меди всех обмоток:

Рм = Рм1 + Рм2 + Рмб = 0,469+0,0816+0,313 = 0,8636

Коэффициент полезного действия трансформатора:

 = 1-( Рм + Рст)/ ( Рм + Рст+ Рн) = 1-(0,8636+0,201)/(0,8636+0,201+10) = 1-0,096 = 0,904

10. Тепловой расчет трансформатора:

Температура перегрева обмоток относительно окружающей среды Т:

Т  (Рм + Рст)/ m*Sохл = (0,8636+0,201)/12*1214,03 = 1,0646/14568,384 = 73,08*10-6

Коэффициент теплоотдачи трансформатора m (Вт/м2*С):

m = 12 Вт/м2*С

Общая поверхность охлаждения для тороидального трансформатора Sохл:

Sохл = *(D+21 + 2б +22) 2-*d2ост/2+*(D+21 + 2б +22)*b = 1214,03 м2


Описание работы схемы и назначение ее элементов


Схема работает следующим образом. При открытом транзисторе VT1, напряжение источника питания приложено (если пренебречь относительно малым напряжением на открытом транзисторе) к первичной полуобмотке W1, и создает на базовых обмотках напряжение с полярностью, поддерживающей транзистор VT1 в открытом, а транзистор VT2 в закрытом состоянии.

Под действием напряжения, приложенного к первичной полуобмотке, магнитопровод трансформатора перемагничивается по участку 1-2 петли гистерезиса, резко возрастает его намагничивающий ток (ток коллектора VT1). При достижении коллекторным током значения Iкмакс=B*Iб, транзистор VT1 выходит из состояния насыщения, падение напряжения на нем увеличивается, а напряжение на всех обмотках трансформатора уменьшается. Последнее приводит к уменьшению коллекторного тока открытого транзистора. При этом рабочая точка движется по участку 3-2 петли гистерезиса, и напряжения на обмотках трансформатора меняют знак; транзистор VT1 закрывается, открывается транзистор VT2. После этого магнитопровод трансформатора перемагничивается по участку 2'-1' петли гистерезиса, и все процессы в схеме повторяются. Ток коллектора открытого транзистора складывается из приведенных к первичной обмотке тока нагрузки IН', базового IБ'. Так как петля гистерезиса прямоугольная, ток коллектора имеет прямоугольную форму со "всплеском" в конце полупериода.

            Ток закрытого транзистора примерно равен обратному току коллектора. Напряжение на обмотках трансформатора имеет вид симметричных импульсов прямоугольной формы. Напряжение на нагрузке постоянно. Максимальная магнитная индукция в трансформаторе равна индукции насыщения Bs материала магнитопровода. В течение полупериода индукция в трансформаторе изменяется по линейному закону от -BS до +BS.





Принцип действия двухтактного преобразователя напряжения


Двухтактные преобразователи с насыщающимся трансформатором используются как задающие генераторы для усилителей мощности и автономные маломощные источники электропитания. Их основные достоинства – простота схемы, а также нечувствительность к коротким замыканиям в цепи нагрузки. При коротком замыкании в цепи нагрузки срываются автоколебания преобразователя и транзисторы закрываются. Недостатком преобразователей с насыщающимся трансформатором является наличие выбросов коллекторного тока в момент переключения транзисторов, что ведет к увеличению потерь в преобразователе.


Спецификация элементов


N

Обозначение

Наименование

Кол-во

Примечание

1

Транзисторы VT1 и VT2

КТ 805 А

2

биполярные транзисторы p-n-p. Uкэ max = 160В; Iк max = 5А; Pк max = 15Вт

2

Магнитопровод трансформатора TV

К 20106

1

феррит марки 2000НМ3; средняя длина магнитной силовой линии lc = 5,03см; масса Gст= 6,7г

3

Обмоточный провод трансформатора TV



ПЭВ – 1 номинального диаметра без изоляции: 0,49 мм и 0,29 мм

2

круглого поперечного сечения:

0,1886 мм2 и 0,06605 мм2

диаметры проводов с изоляцией: 0,53 мм и 0,33 мм

3

Резисторы Rб

С2-13-025

2

пределы сопротивления которого от 1 Ом до 1Мом, наибольшее рабочее напряжение – 250В

4

Выпрямительный мост VD

КЦ412А

1

средний выпрямляющий ток 1А; Uобр max = 50В

5

Конденсатор Сн

К 50-20

1

номинальное напряжение 25В номинальной емкости 500мкФ.




































Список используемой литературы


  1. Моин В.С., Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи.- М.: Энергия, 1972г.

  2. Глебов Б.А. Магнитно-транзисторные преобразователи напряжения для питания РЭА.-М.: Радио и связь, 1981г.-251 с.

  3. В.Е. Китаев, А.А. Бокуняев, М.Ф. Колканов Расчет источников электропитания устройств связи – М.: Радио и связь, 1993г.


Ссылки в интернет


  1. http://www.mcu.ru/ - Мир силовой электроники.

  2. http://zpostbox.chat.ru/index.htm - Узлы электронных схем.

  3. http://students.nizhny.ru/ - Схемотехника.














































© Рефератбанк, 2002 - 2017