Расчет импульсного источника вторичного электропитания (стр. 5 из 9)

Для питания внутренних и некоторых внешних элементов в

существует стабильный источник опорного напряжения , который выведен на вывод 8 ИМС. Фильтрация его от высокочастотных помех осуществляется конденсатором .Установка частоты преобразования ОПНО производится выбором параметров последовательной цепи , средняя точка которой подключена к выводу 4 . Питание этой цепи осуществляется от стабильного источника , что позволяет улучшить устойчивость системы автоматического регулирования (САР) и повысить стабильность напряжения .

Между выводами 1 и 2

включен резистор , при помощи которого можно изменять коэффициент усиления САР, изменяя тем самым динамические и статические характеристики "безтрансформаторного" ИВЭП.

Вторая половина оптопары

, устройства гальванической развязки содержит фототранзистор, сопротивление которого изменяется при изменении яркости светового потока, поступающего от светодиода первой половины этой оптопары (см. рис. 4). Конденсатор , включенный между базой и коллектором фототранзистора, служит для исключения влияния высокочастотных импульсов помехи на работу схемы управления. Резисторы и образуют делитель напряжения, выходное напряжение которого подключено к выводу 2 . Этот вывод является входом схемы сравнения ИМС, которая управляет работой внутренней схемы, осуществляющей преобразование аналогового сигнала в импульсную последовательность . Питание фототранзистора оптопары осуществляется от источника напряжения через резистор .

2. Расчет "безтрансформаторного" ИВЭП

Исходные данные:

1) Максимальное напряжение сети переменного напряжения (действующее значение): Е_{с max} = 410 В;

2) Минимальное напряжение сети переменного напряжения (действующее значение): Е_{с min} = 375 В;

3) Выходное напряжение ИВЭП: U_H = 48 В;

4) Максимальный выходной ток нагрузки ИВЭП: I_{н макс} = 0,5 А; максимальная выходная мощность: Р_н = 24 Вт;

5) Пульсации напряжения на конденсаторе C_нч сглаживающего фильтра сетевого выпрямителя: ΔЕ_П = 52 В;

6) КПД ИВЭП не менее:

= 0,6;

7) Режим работы силового каскада: с превышением тока (с ПТ)

8) Частота преобразования импульсного преобразователя постоянного напряжения: f_пр = 42 кГц;

9) Максимальная температура окружающей среды: Т_окр = 38 ˚С

10) Индуктивность рассеяния обмоток силового трансформатора:

L_s = 2,4 мкГн;

11) Амплитуда увеличения импульса напряжения силового транзистора преобразователя за счет индуктивности рассеяния обмоток силового трансформатора TV: ΔU_си = 21 В.

Порядок расчета импульсного источника электропитания

2.1 Определение максимального и минимального значений постоянного напряжения питания силового каскада

Определяем максимальное

и минимальное значение постоянного напряжения питания силового каскада, В:

(2.1)

, (2.2)

где

- падение напряжения на диоде сетевого выпрямителя, где принято, что .

2.2 Выбор типа диодов VDc1…VDc4 сетевого выпрямителя

Максимальное обратное напряжение на диодах равно максимальному выпрямительному напряжению, В:

(3.1)

Средний ток, протекающий через каждый из диодов, А:

(3.2)

Диоды выбираются таким образом, чтобы для этих расчетных значений напряжений и токов выполнялся коэффициент запаса

>0,7. Кроме того, необходимо учитывать наличие в сети возможных импульсных низкочастотных и высокочастотных перенапряжений, поэтому для сетевых выпрямителей желательно, чтобы допускаемые напряжения превышали расчетные в 2…3 раза по отношению к расчетным.

Воспользуемся справочными данными по некоторым типам выпрямительных и импульсных диодов, приведенными в приложении 2 {1}.

В нашем случае подходят диоды типа КД220Г, у которых максимально допустимое обратное напряжение

, а ток .

2.3 Определение емкости сглаживающего конденсатора сетевого выпрямителя конденсатора С_нч

Рассчитаем емкость сглаживающего конденсатора сетевого выпрямителя конденсатора

,мкФ:

(4.1)

Учитывая, что обычно емкость электролитических конденсаторов имеет технологический разброс 20%, из номинального ряда емкостей выбираем

.

Максимальное напряжение на этом конденсаторе, В:

(4.2)

Из номинального ряда напряжений выбираем конденсатор с максимально допустимым напряжением 800 В.

2.4 Определение максимальной скважности

управляющих импульсов

Рассчитаем максимальную скважность

управляющих импульсов

:

, (5.1)

где

, обычно при предварительном расчёте принимается, что , - падение напряжения на открытом транзисторе VT_s.

Тогда найдем максимальную скважность:

2.5 Расчёт силового трансформатора TV

Максимальный ток первичной обмотки

, А:

(6.1)