стану ключів інвертора змінюється в діапазоні від 0 до 1. При?, Що змінюється в діапазоні від 0 до 0,5, часу для розряду конденсатора може бути недостатньо, але і струм, протікає через транзистор, менше, ніж 0,5 IВИХmax, оскільки cos? близький до одиниці. Перенапруження на стоці транзистора в цьому випадку невелика (менше напруги живильної мережі) і визначається за виразом:
Конденсатор RCD-ланцюга дозаряджати до подвоєного значення напруги джерела живлення.
Опір розрядного резистора визначається виразом:
Приймаємо опір резистора RР=3 кОм. Розрахункова потужність розрядного резистора:
Вибираємо резистори R22, R23 - MF - 50 - 0,5 - 3 кОм ± 5%.
Для забезпечення нормального теплового режиму роботи транзисторів необхідно визначити потужність втрат в транзисторах. Сумарні втрати складаються з статичних та динамічних в сток-істоковие ланцюга і втрат по ланцюгу управління.
Статичні втрати складаються з потужності втрат у відкритому стані транзистора і визначаються за виразом:
Динамічні втрати в ключах з RCD-ланцюгом знаходимо з виразу:
Статичні втрати в зворотних діодах транзисторів інвертора, що працює на активно-індуктивне навантаження:
де? UVD=0,8 В - пряме падіння напруги на діод (з урахуванням вольт-амперної характеристики);
a=0,19 - коефіцієнт, залежить від глибини модуляції і кута зсуву між напругою і струмом;
? =1 - глибина модуляції;
? =30?- Кут зсуву між напругою і струмом;
rVDдіф=0,1 Ом - диференційний опір діода (з урахуванням вольт-амперної характеристики).
Динамічні втрати в діоді:
де QVD=3,8 мкКл - заряд відновлення діода.
Потужністю втрат по ланцюгу управління транзистора незначна і нею можна знехтувати.
Таким чином, сумарні втрати складуть:
Необхідно встановити на охолоджувачі (радіатори) транзистори інвертора.
Приблизний ККД силового інвертора розрахуємо за формулою:
Для керування силовими транзисторами розрядного пристрою скористаємося мікросхемою драйвера нижнього рівня DA4 - IR4427 фірми International Rectifier. Основні параметри драйвера наведені в таблиці 2.2 [9].
Виберемо фільтруючий конденсатор по ланцюзі живлення мікросхеми C17 - К10-79 - 25В - 1 мкФ ± 20%.
Таблиця 2.2 - Основні параметри драйвера IR4427
ПараметрЗначеніеUOFFSET5 Вio +/- 1,5 А/1,5 АUOUT6-20 ВUIN3,3-20 ВtON/tOFF85 нс/65 нс Резистори в ланцюгах затворів необхідні для обмеження струму керування силовими транзисторами РУ. Приймемо максимальне значення струму затвора транзистора IЗmax=1,5 А. Розрахуємо опір обмежують резисторів:
Потужність, що розсіюється на резисторі:
Вибираємо резистори R16, R17 - С2-33 - 0,125 - 8,2 Ом ± 5%.
Резистори R18, R19 необхідні для розряду паразитної ємності затворів силових транзисторів інвертора. Вибираємо резистори R18, R19 - С2-33 - 0,125 - 10 кОм ± 5%.
2.5 Розрахунок силового трансформатора
Для розрахунку трансформатора повинні бути визначені напруги і струми обмоток, причому коефіцієнт трансформації визначається з умови мінімальної напруги на первинній обмотці, щоб забезпечити на навантаженні необхідне (задане) напруга.
Мінімальне значення ефективного напруги на первинній обмотці трансформатора:
де 0,99 - коефіцієнт, що враховує падіння напруги на активному опорі обмотки.
Коефіцієнт трансформації знаходиться по співвідношенню:
де U2=Uвих.
Найбільше середнє значення струму в первинній обмотці:
За відомим струмам і напругам обмоток і габаритної потужності трансформатора вибирається сердечник і визначаються параметри обмоток, при цьому число витків первинної обмотки розраховується виходячи з найбільшої напруги, що прикладається до неї, щоб виключити режим насичення (замагнічіванія) сердечника трансформатора.
де SО - площа вікна сердечника магнітопроводу [см2]; С - поперечний переріз сердечника [см2];
PГ=(U1I1 + U2I2)/2=333 ВА;
kф - до?? єнт форми напруги (для синусоїдального сигналу - 1,11);
...
