Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



чить требуемый КПД/но нз-за необходимости нрнмснення по каждому выходу сглаживающих ХС-фильтров его масса и габариты будут больше, чем ИС -Ь ПН. Структурная схема НС ПН может обеспечить минимальную массу и габариты, но КПД в йен будет не выше 0,3-0,4. Поэтому для проектируемого ИВЭ выбираем структурную схемуИС -- ПН с входным импульс)1ым стабилизатором понижающего типа.

Для обеспечения минимальной массы н габаритов необходимо выбрать высокую частоту преобразования. Верхний предел се ограничивается наличием силовых диодов и транзисторов, выпускаемых в малогабаритных корпусах. Кроме того, как показано в § 9.8, повышение частоты ограничивается также схемой управления, в которой используются аналоговые микросхемы, быстродействие которых не позволяет повысить частоту свыше 200 кГц. В связи с этим выбираем частоту ЗГ схемы управления /з.г = 150 кГц, а частоту ИС н выходного усилителя мощности /„ - /3/2 = = 150/2 = 75 кГц.

Принципиальная схема проектируемого ИВЭ приведена на рис. 9.27* Она состоит из импульсного стабилизатора на транзи сторе VT, с входным i,C,- и демодулнрующим /-зСз-фильтрами и преобразователя напряжения (усилителя мощности) на транзи сторах VT., VTj с силовым выходным трансформатором TV Ко вторичным обмоткам трансформатора подключены выпрямители на диодах VD.-со сглаживающими фильтрами С4 - сд. Схема управления СУ обеспечивает работу ИС и ПН в заданных режимах.

Расчет основных элементов схемы

1. Проводим расчет выпрямителей по методике, изложен-нон в гл. 4. Выбираем диоды для цепи 6,3 В, 0,1 А типа 2Д510 А с параметрами /пр =• 200 мА, (У„р = 1,1 В, С/обр = 50 В.

Для остальных выпрямителей выбираем диоды КД522Б с параметрами /„р = 100 мА, (/jip =1,1 В, и„ар - 75 В.

2. Определяем напряжение на вторичных об.мотках трансформатора U.i с учетом падения напряжения на диодах выпрямителя и-2! = + лр- 4-3 = fл « = 6,3 -f 1,1 = 7,4 В (индексы обозначают номера выводов обмоток трансформатора в схеме на рис. 9.27). Для цепей с выходным напряжением U„ = 10 В U.j - = 10 -f 1,1 = 11,1 В, и,s-i7 =

= fIS = 3,2 -f 1,1 = 4,3 В.

3. Определяем выходную моп-иость трансформатора питания, все обмотки которого выполняются с отводом от средней точки:

РгУ Uili == 1,41 (7.4-0,1 4

+ 11,1-0,05 -f 11,1-0,02 -f f 11,1 -0,005 -f 4,3-0,001) = 2,2 Вт

* Схема разработана совместно с И. Г. Фильцером.

Рис. 9.27 Схема стабилизирующего

многоканального преобразователя

М t t ч- ОВ: 20мА

10В; 5.А



Полученные данные используются для расчета трансформатора по метод)1ке, изложенной в гл. 3.

4. Зададимся КПД трансформатора = 0,9 и выходным напряжением импульсного стабилизатора Uq,, = 19 ± I В и определяем ориентировочно ток коллектора силовых транзисторов

Р, 2,2

-гИ-= -=0,135 А.

ЧтСит/п 0,9-(19-1)

5. Определяем напряжение, прикладываемое к запертому транзистору по формуле (9.10):

Укэ=.2,4/с„„„ =2,4.(19+1) =48 В.

Для выбранной частоты преобразования f,, = 75 кГц и полученным значениям тока и напряжения, а также с учетом требований минимальной массы и габаритов устройства выбираем для преобразователя транзистор КТ943В с параметрами = 5 А; /кэтд= ЮОВ; (/g3= i,5B: U„ 1,0В: h,„ 10 ~-200,

6. Уточняем значение тока коллектора силовых транзисторов в режиме насыщения по формуле (9.25), задавшись значением Ца = 0,85:

/„ =-:-=0.152 А

0,85.(18-1)

Ток базы транзистора в режиме насыщения

7. На силовые транзисторы усилителя мощности поступает возбуждение от схемы управления с напряжением t/g = 4 В. Задаемся коэффициентом насыщения fe,iac = 1,3 и определяем сопротивления резисторов в цепи базы, которые обеспечат режим насыщения силовых транзисторов по формуле (9.26):

(4-1,5).10 "-" 1,3.0.152 Мощность, рассеиваемая на резисторе,

Р, = /Б нас Ri = (0,0152)2.126 w 0.03 Вт.

Выбираем резистор С2-23-0.125-120 Ом,

8. Задаемся длительностью фронта выходного напряжения преобразователя 1ф = 10-« с и определяем требуемую емкость конденсаторов сглаживающих фильтров для обеспечения заданных пульсаций по формуле (9.19 б). Для цепи 6,3 В с током нагрузки 0,1 А и заданной пульсацией 10- В требуется емкость

0,1.7,4.10-0

10-.6.3

В связи с тем, что частота пульсации выпрямленного иапряжеиия /. = 2/п = 2.75-10 = 150 кГц, для сглаживающих фильтров необходимо использовать керамические конденсаторы. С учетом



воэможиого изменения емкости в диапазоне температур выбираем конденсатор типа К10-47 25В = 6,8 мкФ и включаем два конденсатора параллельно. Остальные конденсаторы рассчитываются и выбираются по такой же методике:

Cs - К10-47-25В = 6,8мкФ; Cg- К10-47 25 В = 4,7мкФ; С, KIO 47 25 В - 1,0 мкФ; С« - КЮ 47 25 В = 0,47 мкФ.

9. Расчет входного импульсного стабилизатора проводится по методике, изложенной в гл. 8. Регулирующий транзистор VT выбирается из условий обеспечения тока > 0,152 А и напряжения Сэ = max = 34 В С целью уменьшения номенклатуры злемеитов выбираем в качестве регулирующего транзистор КТ943В, При выбранном- выходном напряжении стабилизатора U = - 19±1 В коэффициент заполнения v„,„ = н п ma" =

18/34 = 0,53.

10. Рассчитаем параметры сглаживающих фильтров ИС. Входной /.[С,-фильтр рассчитывается из условия обеспечения заданного уровня пульсации (/„.ЗЮ- В, наводимой на шины пита» ния. В соответствии с (8.32)

34 (1-0,53)

-.С,- 16/t;„ - 16.(75.103)-.3.10- ~

= 0,6.10-« с2.

Для обеспечения режима непрерывных токов через дроссель его индуктивность должна выбираться из условия (9.46)

34 (1 -0,53)

2.75.10з.0,152-°-°-"-

Методика расчета дросселя фильтра по требуемой индуктивности приведена в гл. 3.

Определяем требуемую емкость фильтра

0,6-10-» „

С, > -= 8,5 мкФ

0,7.10-3

В качестве С, используем малогабаритный конденсатор типа К52 1Б. Учитывая возможные изменения емкости в диапазоне температуры, а также от частоты, выбираем емкость с запасом С, - = 10 мкФ (К52 1Б 50 В = 10 мкФ).

Задаемся уровнем пульсации на выходе импульсного стабилизатора U(. = 5-10-3 в и определяем требуемые параметры демоду-лирующего фильтра:

, 20-(1-0,53)

LiCi-=-i-:--=2-10-» с-!.

16(75-103)2.5-10-8

Индуктивность дросселя определяется из условия обеспечения непрерывного тока по формуле (9.46):

20(1-0,53)

La min > ---=0,38-10-3 Гн

, 2-75-103.0,152 ,



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


0.0121