Измерение потерь в дроссе (стр. 2 из 3)
При E=24 B, L=10-4 Гн, fт1 =107 МГц, fт2 =106 МГц,
;
Для n=1
Теперь рассмотрим случай, когда дроссель не идеальный, т.е. в дросселе присутствует активная часть сопротивления.
Тогда,
, где
Запишем эту функцию через ряд
Фурье, тогда для 0<t<T/2
Для случая n=1
для тех же значений L, E, T, R=10 Ом, t1 , t2.
P1=14.6751 Вт.
Теперь рассмотрим следующий промежуток времени T/2<t<T,0<t<t
2
Функция напряжения E(t):
для тех же значений L, E, T, R=10 Ом, t1 , t2. P2=14.6752 Вт.
P= P1 +P2=29.3503 Вт.
3. Реализация технического задания. Разработка структурной схемы.
Для реализации поставленной задачи необходимо разработать схему, которая обеспечивала бы заданные режимы работы. Эта схема имеет следующий вид(см рис4 ).
U
11 U
22 
U
1
U
2 рис 4.2
Рассмотрим работу данной схемы:
Ток, протекающий через дроссель, при помощи катушки преобразуется в напряжение с помощью прибора под названием LEM.Это бесконтактный датчик тока. Он сделан на основе влияния магнитного поля на датчик Холла. Провод, по которому течёт ток намагничивания, продевается в отверстие LEM–а, а на выходе получаем напряжение пропорциональное току в проводе.
Это напряжение подается на вход следующего элемента структурной схемы.
Этим элементом является устройство сравнения, в котором сравнивается напряжение с LEM-a с напряжениями U11 и U22 , которые соответственно эквиваленты I1 и I2.
Далее, с устройства сравнения сигнал подается на цифровую микросхему, осуществляющую контроль над состояниями ключей. Эта микросхема называется драйвер. В зависимости от цифровых уровней поступающих на драйвер он либо открывает, либо закрывает ключ. В данном применении ключи открываются и закрываются по очереди, формируя сигнал на дросселе представленный на рис 5.
5. Анализ элементов структурной схемы. Расчет узлов схемы.
Измерение мощности потерь.
Электрическая схема прибора изображена в приложении №1.
5.1 Блок управления драйвером.
Схема, реализующая управление драйвером изображена на рис.9. Cигнал с LEM-а приходит на триггеры Шмидта. Триггеры реализованы на компараторах LM311 фирмы National Semiconductor.
Основные параметры компаратора LM311 представлены в таблице 1
Параметры Значения |
| Напряжение питания | 0-36В |
| Входное напряжение | ±15В |
| Входной ток | 0-50мA |
| Напряжение смещения | 0,7мВ |
| Входной ток | 60нА |
| Ток смещения | 4нА |
| Коэффициент усиления | 200В/мВ |
Для расчета напряжений срабатывания и отпускания, найдем коэффициент передачи LEM-а
, отсюда мы видим, что 
где 
. Теперь мы можем вычислить номиналы резисторов R1 и R2 из формулы
RS-триггер, стоящий после триггера Шмидта, выполняет функцию по управлению драйвером. Поочередно изменяя логический сигнал на выходе RS-триггера, мы изменяем значения сигналов на выходе драйвера, т.е. что соответствует поочередному включению и выключению ключей. Зависимость сигнала на выходе RS-триггера от значений сигналов на его входе представлена в таблице 2. | R | S | Q | Q_ |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | Qn-1 | Qn-1 |
| 1 | 1 | X | X |
5.2 Управление ключами с помощью драйвера
Для управления ключами мы выбрали драйвер фирмы Harris Semiconductor. Его основные технические характери
стики представлены в
таблице 3.
Параметры | Значения |
| Напряжение питания(Vdd ,Vсс) | 0-16 В |
| Выходное напряжение (HO) | Vdd-0.4 В |
| Выходное напряжение (LO) | 0-Vcc |
| Время срабатывания | 10нсек |
| Напряжение логической “1” | 9,5-VddВ |
| Напряжение логического “0” | 0-6B |
Для пояснения работы драйвера изобразим его временную диаграмму (рис.10).
Микросхема используется по стандартной схеме подключения изображённой на рис.11 Рассчитаем навесные элементы, показанные на рис 11. Элементы С1 , С2, D1 ,D2 – соответственно бутстреповская ёмкость и бутстреповский диод (bootstrap). Согласно рекомендации фирмы изготовителя драйвера, выбираем емкости С1 =С2 =30.5 нФ.
