и на транзисторі від напруги затвор-емітер
Малюнок 3.5 - Залежність енергій включення і виключення від струму колектора
Отримуємо значення:
Визначимо динамічну і статичну потужності, що виділяється на транзисторі:
Малюнок 3.6 - Залежність температурного коефіцієнта від часу
Сумарна потужність буде рівна:
Тоді температура кристала з урахуванням максимальної температури навколишнього середовища буде дорівнює:
Як видно, потужність, що розсіюється в транзисторі, менше значення, яке корпус транзистора може розсіяти без примусового охолодження, а температура кристала менше допустимого максимального значення. Однак, для виключення можливих викидів потужності перемикання, бажано застосувати радіатор.
Транзистор IRGS30B60K не містить в корпусі зворотного діода, тому виберемо для установки силовий діод RHRG75120 фірми Fairchild Microsemi [18], характеристики якого вказані в таблиці 2.3.
Таблиця 3.2 - Технічні характеристики силового діода RHRG75120.
ПараметрЗначеніеМаксімальное зворотна напруга, В1200Максімальний прямий струм, А75
Елементи розмістимо так, як показано на малюнку 3.7.
Малюнок 3.7 - Мостова схема перетворювача частоти
Замість транзисторів підключені силові діоди для полегшення роботи системи управління, а також через можливу рассогласованности при роботі навхрест лежачих ключів через розкиду параметрів. На протилежному плечі підключимо діоди такі ж, що і на снабберних ланцюгах - RHRG75120.
3.4 Розрахунок і вибір елементів снабберних ланцюжків для силових транзисторів
Так як навантаження у частотного перетворювача індуктивна, створювана противо-ерс під час вимикання пари транзисторів в сумі з напругою живлення може перевищити допустиме значення для силового ключа і вивести його з ладу. Для цих цілей застосовують снаббери - пристрої, що дозволяють ключу швидко відновити свої замикаючі властивості або прийняти велике навантаження перемикання на себе.
Найпростіша реалізація снабберов - RC-ланцюжок, підключена паралельно силовому ключу. Для розрахунку параметрів RC-ланцюга скористаємося методикою [19].
Ємність снаббера розраховується з міркувань:
де L s - паразитна індуктивність шини, Гн;
U peak - максимально допустимий напруги для транзистора, В.
Номінал снабберного резистора розраховується виразом:
а потужність резистора:
Використовуючи розраховані раннє дані, знайдемо номінали снабберов:
Принцип установки снабберов вказаний на малюнку 3.8.
Малюнок 3.8 - Снабберная ланцюжок для транзистора
3.5 Розрахунок і вибір елементів некерованого випрямляча і фільтра, що згладжує
Основні критерії для вибору ключів некерованого випрямляча - це максимальний прямий струм фази і зворотне напруга.
У якості ключів некерованого випрямного моста виберемо доданий модуль KBPC5006W виробника DC Components [20]. Їх характеристики представлені в таблиці 3.3.
Для зменшення пульсацій в первинній обмотці трансформатора живильної мережі в якості навантаження некерованого випрямляча приймемо фільтруючу індуктивність. Тоді конденсатор буде одночасно бути джерелом напруги для перетворювача частоти, що відповідає рішенням, описаним раннє.
Таблиця 3.3 - Технічні характеристики випрямного моста KBPC5006W.
ПараметрЗначеніеМаксімальное зворотна напруга, В600Максімальний прямий струм, А50
Для розрахунку фільтра скористаємося методикою, зазначеної в [21]. Індуктивність дроселя повинна бути більше, ніж:
де R load - еквівалентний опір навантаження, Ом. Можна знайти його зі співвідношення:
m - пульсность випрямного пристрою. Для бруківці трифазної схеми m= 6;
? - кругова частота випрямляється напруги:
Підставляємо знайдені дані у вираз:
Ємність фільтруючого конденсатора знаходиться з виразу:
де S - коефіцієнт фільтрації. Для простоти розрахунків можемо задатися цим значенням:
