ра на відсутність резонансних явищ, при цьому має бути дотримано умову:
Перевірка фільтра показала, що резонансні явища в ньому відсутні, отже, фільтр працює нормально.
3. Вибір і розрахунок схеми силового інвертора
Центральним вузлом, що визначає вибір схемних рішень інших блоків силового ланцюга, є регульований інвертор. Як ключі в автономних инверторах можуть служити транзистори, одне - або двухопераціонние тиристори. При використанні одноопераційних тиристорів схему доповнюють елементами, що забезпечують штучну комутацію тиристорів. Одним з головних елементів вузла штучної комутації є конденсатор. Крім завдання замикання тиристорів, конденсатори можуть формувати криву вихідної напруги інвертора. У зв'язку з цим розрізняють три групи інверторів: інвертори напруги, інвертори струму, резонансні інвертори.
Для інвертора напруги (рис. 4) в якості джерела живлення необхідне джерело напруги (випрямляч з конденсаторним виходом для шунтування джерела живлення по змінному струмі). Для повернення реактивної енергії навантаження в джерело живлення паралельно ключам встановлюються зворотні діоди. Вихідна напруга інвертора має прямокутну форму.
Малюнок 4 - Инвертор напруги
До найбільш важливим моментам розрахунку слід віднести визначення параметрів і вибір типу силового транзистора. Необхідними параметрами для вибору транзистора є струм транзистора у відкритому стані і напруга, що прикладається до транзистора в закритому стані.
Малюнок 5 - Тимчасові діаграми роботи інвертора
електронний трансформатор силовий інвертор
У схемі інвертора, наведеною на рис. 6, напруга, що прикладається до закритого транзистору, визначається напругою джерела живлення.
Малюнок 6 - Мостовий інвертор з захистом ключів від перенапруження і надструмів
Це мережа змінного струму із випрямленою напругою U dmax=379 В
Отже, максимальна напруга, що прикладається до закритого транзистору, одно 379 В. Максимальний струм, що протікає через транзистор, визначається виразом:
де 2? UVT=2 В - падіння напруги на транзисторах інвертора.
Струмом намагнічення трансформатора можна знехтувати, тому він становить одиниці відсотків від струму навантаження, приведеного до первинної обмотці. З урахуванням коефіцієнта завантаження, що не перевищує 70% по кожному параметру, вибираємо транзистор 2Т847Б з параметрами: Uке=650 В; Ік=15 А; ? min=8; UБЕ=1,5 В; ? Uке=1,5 В; tВКЛ=1 мкс; tвикл=1,5 мкс; Iк0=1,5 mА.
У инверторе, працюючому на активно-індуктивне навантаження, виникає необхідність повернення реактивної енергії навантаження. Зворотні діоди забезпечують повернення її в конденсатор вхідного фільтра та формування нульових пауз в вихідній напрузі інвертора. Максимальна напруга, що прикладається до діодів, визначається напругою джерела живлення UVDобр.max=379 В, а максимальне значення струму, що протікає по них, не перевищує струму транзистора. Вибираємо діод 2Д2990А, що має наступні характеристики: обр=600 B; Iп=20 А; f max=200 кГц; t восст=0,15 мкс.
Інвертор, виконаний на біполярних транзисторах без RCD-ланцюгів, при роботі на активно-індуктивне навантаження має великі динамічні втрати, як при включенні, так і при виключенні, внаслідок того, що по ключах протікає максимальний струм при напрузі на них, рівному напрузі джерела живлення (рис. 7). Для забезпечення нормального теплового режиму роботи ключів необхідно визначити потужність втрат в ключах (транзисторах і зворотних діодах). Сумарні втрати в транзисторах інвертора при синусоїдальної модуляції вихідної напруги складаються з статичних та динамічних в колекторної ланцюга транзистора і втрат у ланцюзі його управління.
Малюнок 7 - Тимчасові залежності струму і напруги транзисторів інвертора, що працює на індуктивне навантаження
Статичні втрати на ключах інвертора, виконаного на біполярних транзисторах, складаються з потужності втрат при відкритому і закритому станах транзистора і визначаються за виразом:
Де,? UVT=0,5 В - пряме падіння напруги на транзисторі 2Т847Б по вольт-амперної характеристиці;
b=0,46 - коефіцієнт, залежить від глибини модуляції і кута зсуву між напругою і струмом;
? =1 - глибина модуляції;
? =30 ° - кут зсуву між напругою і струмом; VTдіф=0,4 Ом - диференційний опір транзистора 2Т847Б по вольтамперной характеристиці.
Втрати в транзисторі, що знаходиться в закритому стані, багато менше і ними можна знехтувати. Потужність динамічних втрат в транзисторі без урахування формування пауз на перемикання досягає значних величин, і при лінійної апроксима...
