струмом зарядки 1зар від джерела живлення. Причому з наступною полярністю: зверху + raquo ;, знизу - raquo ;. Відбувається накопичення магнітної енергії:
При цьому діод VD замкнений, т. к. до нього докладено зворотна напруга.
При розмиканні вихідного ключа ШІМ на котушці індуктивності з'являється ЕРС самоіндукції і відбувається розрядка індуктивності на конденсатор С і навантаження RH. При цьому відкривається діод VD і замикається ланцюг струму розрядки Ipазр. Ємність заряджається з наступною полярністю: зверху - raquo ;, знизу + raquo ;.
Рис.4. НППН инвертирующего типу. Процес заряду індуктивності.
Рис. 5. HППH инвертирующего типу. Процес розряду індуктивності.
При повторному замиканні вихідного ключа ШІМ діод закривається сумарним напругою.
У цей момент струм в навантаження надходить від розряду конденсатора, Таким чином, відбувається перекачування енергії заряду індуктивності в енергію розряду.
Управління величиною енергії заряду - розряду провадиться через ШІМ зміною коефіцієнта заповнення імпульсів:
Залежність відносини вихідної напруги до живлячої напруги від коефіцієнта заповнення імпульсів має наступний вигляд:
Ріс.6.Передаточная характеристика ДУЛЯ инвертирующего типу.
Ріс.7.НППН инвертирующего типу з біполярним транзистором.
Ріс.8.Режім переривчастих струмів.
Ріс.9.Режім безперервних струмів.
. Електричний розрахунок ННПН инвертирующего типу
1. Визначення мінімальної і максимальної величин коефіцієнта заповнення імпульсів:
,
2. З умови забезпечення нерозривності струму через індуктивність визначається її мінімальне - критичне значення:
3. Визначення середнього, мінімального і максимального значенні струмів через індуктивність инвертирования:
4. Вибір вихідного ключового елемента ШІМ - модулятора біполярного транзистора:
Вибираємо біполярний транзистор КТ819ВМ з параметрами:
Uкеmax (В) Uкенас (В) Ikmax (A) Iб (А) tВКЛ (мкс) Tвикл (мкс) 7022050,51,0
. Вибираємо силовий діод, використовуючи наступні співвідношення:
Вибирається діод типу КД213А з наступними параметрами:
Uобрmax (В) Uпр (В) Iпрmax (А) Iобрmax (мА) tвосст, мкс601.272040,2
6. Визначення потужності втрат на вихідному транзисторному ключі:
,
7. Визначення потужності втрат на діоді:
8. ККД инвертирующего НППН:
де Р вих - вихідна потужність
Тоді:
4. Результати моделювання за допомогою Micro-Cap 6.0
Суть моделювання полягає в розробці моделі, адекватної реальному об'єкту. Для цього необхідно, щоб процеси, що відбуваються в електричних ланцюгах моделей повністю відображали процеси, що відбуваються у фізичних об'єктах з високою точністю.
Схема моделювання НПГШ инвертирующего типу представлена ??на рис.5 і 6. При моделюванні використано властивість джерела імпульсів VPULSE, який після видачі імпульсу напруги стає короткозамкненим. У схемі моделювання резистор R2 враховує активний опір індуктивності Lінв.
1. На першому етапі моделювання необхідно знайти Lкрмод, яка, можливо, буде відрізнятися від розрахункової Lкррас=682 мГн. На цьому етапі моделювання використовується схема, представлена ??на рис.5. Оскільки Lкр розраховувалася при Uпmax, то значення джерела живлення береться Uпmax=U n +? U n=32 В. Результати моделювання представлені на ріc.7. Згідно з результатами моделювання Lкр.мод=682 мГн, що нижче розрахункового значення. Значення ємності С1 можна визначити з наступного співвідношення:
звідки С1 знаходиться наступним чином:
. На другому етапі моделювання, при номінальному U n=27 В, змінюючи коефіцієнт заповнення імпульсів добиваємося отримання на
виході U вихmах=24 В, по ТЗ .. Далі, для забезпечення пульсації від піку до піку U ~ BbIX=4 В по ТЗ, збільшуємо ємність конденсатора С1. Схема моделювання представлена ??на рис.6 В результаті моделювання було встановлено, що д...
