Анотація
трансформатор перетворювач напруга
Розробка транзисторних перетворювачів починається з аналізу вимог, які пред'являються до проектованого приладу. Основними з них є: технічні, визначальні параметри і якість вихідних напруг перетворювача з урахуванням характеристик напруги первинного електроживлення; експлуатаційні, що визначають умови роботи перетворювача в складі комплексу апаратури та необхідну надійність при заданому часу роботи та зберігання; економічні, що визначають вартість приладу.
Більшість з пропонованих вимог є суперечливими, наприклад, вимоги мінімальної маси і високої надійності протягом тривалого часу роботи, мінімальних габаритів і вартості і т. п. Тому з пропонованих вимог виділяються основні і приймаються компромісні рішення. Вибір структурної схеми перетворювача проводиться в основному за результатами аналізу технічних вимог до параметрів вихідних напруг, їх кількості і якості.
При електричному розрахунку перетворювача необхідно визначити режим роботи і вибрати транзистори, розрахувати ланцюги зсуву і визначити основні параметри трансформатора. Розрахунок режиму роботи транзисторів включає визначення струмів і напруг колекторної і базовою ланцюгів, а також потужність втрат, визначальну температуру нагрівання транзистора.
Транзистори для перетворювача вибираються з умови, що розрахункові значення максимального струму колектора і напруги колектор-емітер не перевищують відповідних максимально допустимих значень за технічними умовами на даний тип транзистора.
Введення
У пристроях харчування великого поширення набули транзисторні перетворювачі постійної напруги, призначені для перетворення енергії джерела постійного струму однієї напруги в постійний (конвертація) або перемінний (інвертування) струм іншої напруги.
Перетворювачі постійної напруги, структурні схеми, яких наведені на малюнку, можна розділити на два типи: перетворювачі з самозбудженням - автогенератори (рис. 1, а) і підсилювачі потужності (рис. 1, б). Тут: АГ - автогенератори, ЗГ - задає генератор, УМ - підсилювач потужності, В - випрямляч, Ф - фільтр.
Автогенератори застосовуються в джерелах електроживлення невеликих потужностей (до 30 ... 50 Вт) або як задаючих генераторів в підсилювачах потужності. З метою підвищення ККД автогенераторів за рахунок зниження втрат в осерді застосовуються схеми з коммутирующими проміжними трансформаторами, з RC - або LC - времязадающімі ланцюгами.
Підсилювачі потужності виконуються на потужності 30 ... 50 Вт і вище. У разі виходу на постійному струмі на виході перетворювача встановлюються випрямляч і фільтр.
Транзистори в перетворювачах напруги можуть бути включені за схемою з ПРО (загальною базою), ОЕ (загальним емітером) і ОК (загальним колектором). Переважне поширення отримала схема з ОЕ, як володіє найбільшою ККД.
1. Розрахунок випрямляча
Напівпровідникові діоди малої потужності вибираються відповідно з галузевим стандартом ОСТ 11 336.919-81. По заданому струму навантаження, частоті перетворення, випрямлення напруги вибираємо для випрямляча діоди Д7Б. Діоди володіють наступними параметрами: максимально допустимий середній струм, пряме падіння напруги, максимально допустиме зворотна напруга, робочі частоти кГц.
Оскільки в мостовому випрямлячі струм навантаження протікає через два послідовно з'єднаних діода, то напруга на вторинній обмотці трансформатора
.
При харчуванні випрямлячів від прямокутного напруги підвищеної частоти істотно проявляються інерційні властивості напівпровідникових діодів. У момент комутації напруги діоди втрачають вентильні властивості, що призводить до зміни характеристик випрямлячів і впливає на процеси, що відбуваються в транзисторних инверторах, до яких підключені випрямлячі.
Для згладжування пульсацій на виході випрямляча застосовуються фільтри. Через складність процесів, що відбуваються в перетворювачі на інтервалі комутації, для розрахунку фільтрів застосовуємо спрощену методику, засновану на експериментальних даних.
Визначаємо розрахункове значення ємності чисто ємнісного фільтра:
=
З урахуванням можливого зниження ємності конденсатора при підвищенні частоти змінної складової прикладеного до них напруги, пониження температури навколишнього середовища і за рахунок технологічного розкиду номінального значення ємності конденсатора фільтра в порівнянні з її розрахунковим значенням
,
