Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



Поскольку в мостовом выпрямителе ток . нагрузки -протекает, через два последовательно соединенных диода, то напряжение на вторичной обмотке трансформатора t/j = 20 + 2 • I = 22 В.

Мощность вторичной обмотки трансформатора f.> ~ 22-1 == = 22 Вт.

В соответствии с рекомендациями гл. 3 для преобразователя с /п = ! кГц выбираем для трансформатора магнитопровод из стали Э350. По графикам на рнс. 3.10 определяем КПД трансформатора г)т 0,92.

2. Ток, коммутируемый транзисторами, ориентировочно определяется по формуле (9.11) без учета {/[эз.:

22

/ ----=9 Л

Кнас- 0,92-12

3. Определяем амплитуду напряжения на коллекторе. Для двухтактной схемы преобразователя согласно (9.10) (/g - 2,4-12 = = 29,3 В.

Полученным расчетным значениям тока коллектора и напряжения коллектор-эмиттер удовлетворяет транзистор П214Б, для ко-торогоизсправочных данных [31] находим: = 5А: Ug,,, =

= 45 8: t/g,, =0,9 В; Ugg = 0,9 В; /квоОб «А; Тт - 20-10~< с; Лг,.,-50- 100; предельная температура перехода -fTOC.

4. С учетом выбранного типа транзистора уточним ток коллектора в соответствии с (9.11)

кнас 0.92(12-0,9) =2.16А.

5. Рассчитаем цепи смещения преобразователя. Зададимся Кнйс ~ 2 и определим ток базы по формуле (9.13):

2-2,16

Зададимся t/g "= 3 В. Тогда согласно (9.14) /?5=(3 - - 0,9)/0,086 = 24.4 Ом.

Выбираем резистор сопротивлением 27 Ом и уточняем ток базы в соответствии с (9.14):

нас = (3 - 0,9)/27 = 0.078 А.

Мощность, выделяемая на резисторах, \

Р«5=ёнас«Б = (0.078)-27-0,1бВт.

Выбираем резисторы С2-23-0,25 = 27 Ом мощностью 0,25 Вт,

Сопротивление резистора смещения /?с„ определяем по формуле (6.24). Падение напряжения иа базовом резисторе

(кб= /б „асб 0.078-27 = 2,1 В: /?см = 27-12/2,1 = 150 Ом. Определяем ток, протекающий через резистор Rcm.

/с«= t/a/(/?B +см) = 12/(27-Ь 150) =0,068 А.

/Б«ас-=7-=0,086 А.



Определяем мощность, выделяемую иа резисторе Rcm Prc» = 1» /?см = (0,068)2.150 =0,7 Вт

Выбираем резисторы С2-23-2-150 Ом мощностью 2 Вт

6. Определяем напряжеиие на половине коллекторной обмотки трансформатора с учетом падения напряжения на транзисторе в режиме насыщения

кл-нанас-12-0,9= 11,1 В.

Полученные значения напряжений и токов используются для расчета трансформатора по методике, изложенной в гл. 3. Исходные даииые для расчета: /„ = I кГц; электрические данные обмоток - коллекторной t/ 11,1 В, =• 2,16 А, базовой = 3 В, /g = 0,078 А, вторичной 0=22 В, /j = 1 А.

7. Для определения температуры нагрева транзисторов необходимо вычислить потери мощности в них. В режиме отсечки мощность потерь определяется по формуле (9.36):

В режиме насыщения мощность потерь определяется-по формуле (9.37):

Я„ас = 2,16.0,9 =- 1,94 Вт.

Коэффициент динамических потерь находим из табл. 9.1 для преобразователя с насыщающимися трансформатором Хд = 0,5. Тогда в соответствии с (9.38)

Рт.дин = 2,16-29,3-20- Ю-"-10->-0,5 = 0,64 Вт.

Общие потерн мощности в транзисторе в соответствии с (9.35)

= 0,005 -f- 1,94 + 0,64 2,585 Вт

Полученная мощность потерь используется для расчета теплового режима транзисторов и выбора радиаторов по методике, изложенной в гл, 13.

8. Зададимся длительностью фронта импульса преобразователя = Ю-с и определим требуемую емкость сглаживающего фильтра по формуле (9.196):

1,22.22.10-

0,2-20

С учетом возможного уменьшения емкости при температуре -50 °С и технологических разбросов выбираем конденсатор К52-2-50В = 100 мкФ. Допустимая амплитуда пульсации при /„=2 кГц составляет -2 В > 0,2 В.

Пример 2. Требуется рассчитать источник питания по следующим исходным Данным: входное напряжение питания 27 В с пределами изменения от 23 до 34 В; режим работы длительный, непрерывный, при температуре окружающей среды от -10 °С до --50°С. Выходные параметры ИВЭ приведены в табл. 9.4.

Ток нагрузки по выходным цепям в процессе работы не изменяется. Мощность, потребляемая источником питания от сети 27 В, не должна превышать 2 Вт. В ИВЭ должна быть предусмотрена за щита от короткого эамыкаиня в нагрузке (по любой цепн); при этом



Т а б л и ц а 9.4 Выходные параметры источника питания

ВЫХОД!10С

напряжение.

и„. В

Ток нагрузки /н. мА

Пульсация

Допустимая cyMMapfiaH нестабильность би„. %

потребляемая мощность не должна увеличиваться более чем до 5 Вт. Амплитуда помех, наводимых на шины питающей сети 27 В не должна превышать 30 мВ на сопротивлении 0,10 Ом. Масса и габариты ИВЭ должны быть минимальными.

Выбор схемы и частоты преобразования. Важнейшими параметрами для рассчитываемого источника питания являются КПД и его массогабаритные характеристики Суммарная выходная мощность ИВЭ составляет

Рн = 2 niUui 6,30,1 -I- 10-0,05 -Ь 10-0,02 -f 10 X

X 0,05 -1- 3.2-0.001 = 1.338 Вт.

При заданной входной мощности 2 Вт источник питания должен иметь КПД не ниже

П > Ph/Zbx = 1.338/2 = 0.67.

Как следует из рекомендаций табл. 9.3. выполнить такой многоканальный микромощный ИВЭ наиболее рационально по структурной схеме ИС-f ПН. Применение структуры РП может обеспе-




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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 [129] 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189


0.02