> Діаграми напруг на ключі і діодах схеми на рис. 13 показані на рис. 15. З них можна визначити максимальну зворотню напругу на кожному елементі, необхідне при його виборі з довідкових даних. Максимальні напруги на ключі і діод D1 зростають при зменшенні витків W 1 максимальна напруга на замкненому діоді D2 від числа витків W 1 не залежить, а на діоді D3 - зменшується при зменшенні W 1 '.
Рис. 15. Діаграми напруг на електронних приладах у схемі ОПП.
Час повернення t в визначимо з рівності нулю середнього за період напруги на будь-якій обмотці трансформатора. Для обмотки W 1 маємо:
Uвх D - Uвх W1/W1 'tв/T=0 (6)
Позначивши n1=W1 '/ W1 і Dв=tв/T, з (6) визначимо:
Dв=D n1. (7)
Для розрахунку трансформатора скористаємося схемою на рис. 16. Напруга U1, прикладена до обмотки W1, може мати синусоїдальну або симетричну прямокутну форму. Для синусоїдальної форми напруги під U1 розуміється діюче значення. Для прямокутної форми амплітудне і діюче значення збігаються.
Рис. 16. Типова схема включення трансформатора в перетворювачах.
Із закону електромагнітної індукції маємо:
U1=4КфВmScW1f (8)
де Кф - коефіцієнт форми струму (Кф=1,11 для синусоїди; 1 - для симетричного прямокутного напруги), Вm - індукція в осерді, Sc- перетин сердечника, f - частота джерела.
Співвідношення (8) перепишемо у вигляді:
W1=U1/(4КфВmScf) (9)
Аналогічно: W2=U2/(4КфВmScf) (10)
Використовуючи визначення коефіцієнта заповнення вікна (відношення сумарної площі поперечного перерізу металу всіх витків всіх обмоток у вікні магнітної системи до площі вікна), отримаємо:
SоКі=W1Sм1 + W1Sм2=W1 I1/j + W2 I2/j (11)
де Кі - коефіцієнт використання вікна; Sм1, Sм2 - перерізу проводів первинної та вторинної обмоток; I1, I2 - діючі струми в обмотках W1 і W2 відповідно. Для прямокутної форми напруги діючі струми збігаються з максимальними.
Підставивши значення W1 і W2 з (9) і (10) в (11), отримаємо:
SоКі=U1/(4КфВmScf) I1/j + U2/(4КфВmScf) I2/j (12)
З останнього співвідношення знайдемо:
SсSо=(U1 I1 + U2 I2)/(4КфВmf jKі) (13)
Враховуючи, що:
U1 I1=Рн/(14)
і
U2 I2=U2 Iн=Рн (15)
маємо:
SсSо=(Рн/+ Рн)/(4КфВmf jKі)=Рн (1 /? +1)/(4КфВmf jKі) (16)
де Рн - потужність навантаження.
Розрахуємо суму потужностей Рт первинної та вторинної обмоток трансформатора:
Рт=Р1 + Р2=Рн /? + Рн=Рн (1 /? +1) (17)
де Р1 і Р2 - потужність первинної та вторинної обмотки трансформатора відповідно.
Підставами в (16) потужність трансформатора Рт з (17), остаточно отримаємо:
SсSо=Рт/(4КфВmf jKі) (18)
Останній вираз є загальним для будь-якої схеми включення трансформатора (рис. 16) і не залежно від числа вихідних обмоток.
Підставивши в (18) вираз для щільності струму j (j=KjScSo) y, отримаємо:
SсSо=(Рт/(4КфВmf KjKі)) 1/(1 + y) [м4] (19)
де Kj - коефіцієнт, що має розмірність щільності струму і залежний від заданого перегріву і геометрії сердечника, y - безрозмірний коефіцієнт ступеня. Всі розмірності в (19) в системі СІ.
Для того, щоб SсSо вийшло більш зручною розмірності (см4), необхідно виражати Kj в А/см2, а у вираженні в дужках (19) використовувати множник 104.
SсSо=(Рт104/(4КфВmf KjKі)) 1/(1 + y) [см4] (20)
Значення коефіцієнтів Kj і у наведені в таблиці 2.
Таблиця 2.
СердечнікKj, А/см2 (? T=25 0 C) Kj, А/см2 (? T=50 0 C) yЧашечний433632-0,17Порошковий і феритовий кольцевой403590-0,12Броневой (Ш-подібний , Е, EI) 366534-0,12Стержневой (С) 323468-0,14Стержневой, 1 катушка395569-0,14Ленточний кольцевой250365-0,13
Розрахунок слід проводити для мінімального вхідної напруги (U вх min), полога, що в цьому випадку t п=t max, а коефіцієнт заповнення - максимальний. Діаграма напруги на обмотці для розрахункового режиму (U вх=U вх min, t і=t і max, і t п=t в max) показана на рис. 17. В (20) слід визначити Р т і задати максимальну індукцію В m.
Рис. 17. Діаграма напруги на вторинній обмотці для розрахунку трансформатора.
Напруга на обмотці W 2 в інтервалі паузи визначимо з рівняння:
n U вх min D max + U w2 n D в max=0 (21)
Використовую (7), отримаємо:
U w2 n=- n U вх min D max/D в max=- n U вх min/n 1 (22)
Чинне напруга на обмотці W 2 для розрахункового режиму:
...
