justify"> Для однофазної живильної мережі змінного струму з бестрансформаторним входом для СГЕП виберемо бруківку схему випрямляча з індуктивно-ємнісним фільтром [1]. При обліку діапазону зміни напруги мережі живлення (відхилення вниз від номіналу на 10%) значення напруги на виході вхідного фільтра не перевищує UВХmin=1,41Uсmin=1,41 · 99=139 В навіть на холостому ходу (конденсатор вхідного фільтра заряджений до напруги, рівного амплітуді напруги живильної мережі). У робочому режимі UВХmin буде ще нижчою на величину падіння напруги на діодах випрямляча. Так як вхід випрямляча безтрансформаторний, комутаційними втратами можна знехтувати і величину випрямленої напруги можна вважати по співвідношеннях для ідеального випрямляча.
Найбільше значення напруги на виході фільтра визначиться з виразу (холостий хід - конденсатор фільтра заряджений до амплітуди вхідної напруги):
Вихідні параметри зарядного пристрою визначаються параметрами АБ. Вихідна напруга зарядного пристрою для заряду АБ типу FG20721 c номінальною напругою UАБ=12 · 3=36 В і ємністю САБ=6,5 Ач, що працює в циклічному режимі, визначається за виразом:
де 2,45 В - максимальна напруга на елементі АБ;
m=6 - кількість елементів у секції;
n=3 - кількість секцій в батареї.
Для вибору величини струму заряду АБ необхідно знати не тільки ємність АБ, але й інтервали часу між аварійними режимами (час, наданий для відновлення необхідної ємності АБ). Статистичні дані виходу напруги мережі змінного струму за допустимі межі - 1-2 рази на добу. У цьому випадку для відновлення ємності АБ заряднії струм можна вибрати рівним 0,2 САБ=1,3А.
Для розрахунку параметрів і вибору елементів силового ланцюга зарядного пристрою необхідно визначити діапазон зміни відносної тривалості відкритого стану транзистора зарядного пристрою:
Для вибору величини індуктивності дроселя, крім величини? min, необхідно визначитися з амплітудою пульсацій зарядного струму. Так як АБ не пред'являє особливих вимог до форми зарядного струму, то виберемо величину пульсацій довільно - припустимо 10%.
Визначимо величину індуктивності за виразом:
З'єднаємо паралельно трьох дроселя Д17-2 з параметрами: L=2 мГн; Iподм=6,3 А; Rобм=0,3 Ом при послідовному з'єднанні двох обмоток дроселя.
Т.к. АБ в СГЕП підключена постійно, то вихідний конденсатор ЗУ застосовується для придушення високочастотних перешкод. Вибираємо конденсатор С10 - К73-17 - 100В - 1 мкФ ± 5%.
Розрахуємо параметри силового транзистора зарядного пристрою. Максимальна напруга, що прикладається до силового транзистору VT1 в закритому стані визначається найбільшим випрямленою напругою:
Струм, що протікає через транзистор, дорівнює струму заряду:
Вибираємо MOSFET-транзистор VT1 - IRF624 фірми International Rectifier з параметрами: UСІmax=250 В; IСmax=4,4 А; RСІ=1,1 Ом, tВКЛ=20 нс, tВИКЛ=32 нс.
Статичні втрати в транзисторі:
Використовуючи лінійну апроксимацію часової залежності струму і напруги в режимі перемикання транзистора, визначимо динамічні втрати в ньому за виразом:
Сумарні втрати потужності на транзисторі:
не вимагають установки транзистора на радіатор.
Максимальна зворотна напруга, що прикладається до діода VD4 визначається найбільшим випрямленою напругою:
Середнє значення струму, що протікає по діоду, одно:
Вибираємо діод VD4 - MUR240 фірми ON Semiconductor, що має характеристики: Uобрmax=400 В; Іпр=2 А; IІМП=25 А; Uпр=1,05 В; tВОССТ=65 нс.
Для обмеження наскрізного струму, що протікає через діод при включенні транзистора за час відновлення замикаючих властивостей діода, встановлюють баластний (обмежувальний) дросель L5, індуктивність якого визначають за виразом:
Вибираємо дросель Д13-3 з параметрами: L=5 мкГн; Iподм=4 А; Rобм=0,015 Ом при послідовному з'єднанні двох обмоток дроселя.
Сполучення ланцюга управління силовим ключем зарядного пристрою з виходом схеми управління (мікроконтролером) вимагає забезпечення гальванічної розв'язки та узгодження управляючого сигналу по потужності. Для цього скористаємося мікросхемою драйвера нижнього рівня з обмеженням струму DA1 - IR2121 фірми International Rectifier і трансформатором TV1. Основні параметри драйвера наведені в таблиці 2.1 [7].
Виберемо ф...
