Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора

Исходными данными для расчета ИСН являются:

Напряжение Uпи пределы его изменения DUп;

номинальное выходное напряжение UH и допустимые пределы его регулировки DUH;

максимальный Iнmax и минимальный Iнmin токи нагрузки;

допустимая амплитуда пульсации выходного напряжения UH~;

коэффициент стабилизации Кст;

частота преобразования f.

1) Принимаем ориентировочно КПД стабилизатора Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru

2) Минимальное и максимальное значения относительной длительности (коэффициента заполнения) импульса напряжения на входе
фильтра

Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru

DUн определяем по заданному Кст.

3) Из условия сохранения режима непрерывности токов дросселя определяем его минимальную индуктивность:

 
  Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru

4) Вычисляем произведение LC по заданному значению напряжения пульсации:

Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru

5) Амплитуда тока через конденсатор

Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru

6) Среднее и предельные значения тока дросселя

Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru

Выбираем типовой дроссель по условиям L>Lmin; Iп> Iнmax по таблицам П1.1 и П1.2 Приложения 1.

7) Принимаем Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru и с учетом частоты преобразования по таблице П2.2 выбираем регулирующий транзистор по току и напряжению Iкmax>Ikm или Iкmax>ILmax ; Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru

8) Выбор импульсного диода производится с учетом частоты преобразования по прямому току Iпрmax и обратному напряжению Uобр max:

Iпрmax>ILmax , Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru .

Справочные данные о некоторых импульсных диодах приведены в таблице П2.1 Приложения 2.

9) Потери мощности на транзисторе Рк определяются в основном потерями в режиме насыщения Pкнаси динамическими Pкдин (в моменты переключения):

Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru ;

Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru ;

Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru .

10) Потери мощности на диоде определяются потерями в прямом направлении и динамическими потерями при его выключении

Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru .

11) Потери мощности в дросселе

Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru

12) КПД силовой цепи стабилизатора

Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru

13) Коэффициент передачи схемы управления, устанавливающий связь между изменениями относительной длительности Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru импульсов на входе сглаживающего фильтра и напряжения Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru на нагрузке.

Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru .

Домашнее задание к лабораторной работе №7 «Импульсные стабилизаторы напряжения»

1. Начертите принципиальные схемы силовых цепей понижающего, повышающего и инвертирующего ИСН. Изучите принципы их работы.

2. Приведите диаграммы изменений напряжений и токов в ИСН понижающего типа при повышении (понижении) входного напряжения Uп или тока нагрузки Iн. Тип стабилизатора, характер внешнего воздействия и виды временных диаграмм приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Номер варианта Тип системы регулирования Характер внешнего воздействия Временные диаграммы
Шим повышение UН uу, ik, iL, uд
Шим понижение UП uy, uКЭ, iд, uН
Шим повышение IН uy, iL, uКЭ, iд
Шим понижение IН uy, ik, iд, uН
Релейный повышение UП uy, ik, iL, iд
Релейный понижение UП uy, ik, uд, uН
Релейный повышение IН uy, iL, uКЭ, uд
Чим понижение IН uy, iд, uКЭ, iL
Чим повышение IН uy, ik, uд, uКЭ
Чим понижение UП uy, ik, iд, uН
ШИМ понижение UП uy, iд, iL, uН
ШИМ понижение Iн uy, ik, iL, uКЭ
релейный понижение IН uy, iL, uКЭ, uд
релейный повышение IН uy, iL, ik, uН
релейный понижение UП uy, iд, ik, uд
релейный повышение IН uy, iд, uКЭ, uд
ЧИМ повышение IН uy, ik, iд, uН
ЧИМ повышение IН uy, iL, ik, uд
ЧИМ понижение UП uy, ik, iL, iд
ЧИМ повышение IН uy, ik, uКЭ, uН
         

Индексы означают:

y - выход схемы управления;

k - коллектор силового транзистора;

д - диод.

Для того чтобы отразить динамику процесса регулирования, следует привести не менее трех импульсов uУ.

3. Рассчитайте силовую цепь ИСН. Выберите транзистор и блокирующий диод. Втабл. 7.2 приведены данные для расчета: входное напряжение Uп и пределы его изменения Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru ; номинальное выходное напряжение Uн; максимальный Iнmax и минимальный Iнminтоки нагрузки; допустимая амплитуда пульсации выходного напряжения стабилизатора UH~; коэффициент стабилизации Кст; частота коммутации f.

4. Сформулируйте требования к быстродействию регулирующего транзистора и блокирующего диода.

5. Укажите элементы принципиальных схем ИСН, включенные для
уменьшения коммутационных помех.

6. Приведите формулы для расчета КПД, внутреннего сопротивления и коэффициента стабилизации ИСН по экспериментальным данным.

Таблица 7.2

Номер варианта Методика расчета силовой цепи импульсного стабилизатора - student2.ru В Uн, В Iнmin– Iнmax А UH~, мВ Кст f , кГц
10±3 0,2 – 1
10±2 0,5 – 1
10±3 0,5 – 1
10±3 0,2 – 1
16±4 0,2 – 1
14±4 0,5 – 1
15±3 0,5 – 1
15±3 0,2 – 0,5
15±5 0,2 – 0,5
17±3 0,3 – 0,5
10±2 0,2 – 1
10±3 0,5 – 1
16±3 0,3 – 1
14±3 0,5 – 1
15±3 0,3 – 1
15±3 0,5 – 1
15±3 0,3 – 0,5
15±3 0,2 – 0,5
15±5 0,3 – 0,5
15±3 0,2 – 0,5


Наши рекомендации