Выбираем
, поэтому что бы повысить включаем в цепь регулирующего элемента дополнительный транзистор , который с транзистором схему составного транзистора. Т.к. ток коллектора дополнительного транзистора равен току базы т.е. , то транзистор выбираеться из следующих условий:
Исходя из полученых параметров выбираем транзистор (по приложению 7) КТ104Б с параметрами:
-
Расчет преобразователя
-
Расчёт основных параметров и выбор типа транзистора:
-
Выбор типа транзистора производится по значениям входного тока Iвх=Iкmax и максимального напряжения между коллектором и эмиттером транзистора Uкэmax которое определяется с соответствии со следующими выражениями:
,где 𝜂 – КПД преобразователя и равно оно 0,65÷0,9
В соответствии со следующими данными Iкэmax = 0,12 А и Uкэmax = 744 В, выбираю транзистор типа КТ506А с параметрами:
;
;
;
;
;
-
Расчёт параметров делителя:
-
Расчёт резисторов R1, R2 делителя производится в соответствии с выражениями
, где коэффициент , примем
Примем R1 = 1200 Ом согласно ряду Е-24, тогда
Примем R2 = 400 Ом согласно ряду Е-24.
-
Ёмкость блокировочного конденсатора С2.
Выбирается в пределах 0,5 ÷ 1 мкФ. Выбираю К53-14, с параметрами С = 0,68 мкФ, U = 30 В.
-
Конструктивный расчёт импульсного трансформатора.
-
Габаритная мощность трансформатора:
Формула определяется в соответствии типа выпрямителя на входе (мостовой).
-
Выбор типа магнитопровода:
Он определяется мощностью Pг и частотой преобразователя fп. При Pг ≤ 1 кВт применяют ленточные магнитопроводы тороидального вида из за малых потерь на рассеивание мощности и гистерезис. В качестве материала на частотах более 2кГц используются пермаллои марок 50НП, 65НП и 34НКМП.
В моём случае подходит тороидальный ленточный нарезной магнитопровод из пермаллоя марки 65НП с толщиной ленты = 0,05мм; Bs=1,3 Тл;
;; ;
; .
-
Расчёт ScS0 магнитопровода трансформатора.
-
Расчёт значения толщины стержня магнитопровода.
Толщина намотки 𝛼 и ширина обмотки b рассчитываются по формулам:
-
Выбор типоразмера магнитопровода:
Выбираю магнитопровод ОП-20/32*-8 с параметрами: b=8мм; d=20мм; D=32мм; Ic=8,1,=6мм; Sc=0,43см2
-
Определение числа витков половины коллекторной обмотки трансформатора:
-
Определение числа витков половины базовой обмотки трансформатора:
-
Определение числа витков выходной обмотки трансформатора:
-
Действующее значение тока в коллекторной обмотке:
-
Действующее значение тока в базовой обмотке:
-
Диаметр проводов обмоток трансформатора:
Определяется в соответствие с выражением
тогда,
Диаметр провода коллекторной обмотки:
Диаметр провода базовой обмотки:
Диаметр провода выходной обмотки:
Согласно полученным данным выбираю провод марки ПЭВ-1 (с изоляцией), где диаметры проводов обмоток с изоляцией следующие:
= 0,19 мм, ,
-
Проверка выбранного транзистора по тепловому режиму производится следующим образом:
-
Определяется максимально допустимая мощность при максимальной температуре при помощи формулы:
- без теплоотвода
- с дополнительным теплоотводом.
-
Определяется среднее значение мощности транзистора:
,где — мощность, рассеиваемая в области отсечки,
— мощность, рассеиваемая в области насыщения,
— мощность, рассеиваемая в активной области, при возрастании тока коллектора от 0 до
,где
,тогда
-
Сравниваются полученные значения Pк.ср и Pкmax:
При сравнении необходимо чтобы , тогда 1,6 Вт > 0,146Вт, т.е данное условие выполняется, и на трансформатор не требуется дополнительный теплоотвод.
-
Расчет входного выпрямителя и слаживающего фильтра:
-
Выбор типа диодов:
-
Производится по значению среднего тока
, и по значению обратного напряжения, тогда
В соответствии с полученными значениями выбираю диоды VD5-8 КД202А с параметрами , ,
-
Расчет емкости фильтра:
где Кп% - коэффициент пульсации выпрямленного напряжения на выходе схемы выпрямления, т.е. на емкости С1, причем обычно .
Примем , тогда
По приложению 4 выбираю конденсатор К50-24 с параметрами:
Расчет входного выпрямителя
-
Выбор типа диодов:
Производится по значению среднего тока
, и по значению обратного напряжения, тогда
В соответствии с полученными значениями выбираю диоды VD1-4 КД202А с параметрами , ,
-
Расчет емкости фильтра:
где Кп% - коэффициент пульсации выпрямленного напряжения на выходе схемы выпрямления, т.е. на емкости С1, причем обычно .
Примем , тогда
По приложению 4 выбираю конденсатор К50-24 с параметрами:
-
Заключение
Низкий КПД всей схемы обусловлен использованием в ней компенсационного стабилизатора непрерывного действия.
Для того что повысить КПД необходимо:
1)Использование ШИМ стабилизации.
2)Использовать в качестве стабилизатора напряжения импульсный стабилизатор с более высоким КПД
-
Организационно экономическая часть
В трансформаторе применял тороидальный ленточный магнитопровод так как требуются минимальные размеры, так же в нем минимальные потери на рассеиваемости мощности и гистерезисе. Магнитопровод применял пермаллоидный, так как у него прямоугольная петля гистерезиса и она обеспечивает быстрое перемагничивание трансформатора.
Выпрямительные диоды VD1-4 выбрал типа КД202А, VD5-8 выбрал типа КД202А, потому что это диоды с барьером Шоттки и параметры у них превышают параметры обычных диодов, так же они могут работать на высоких частотах (до 200КГц, что требуется от диодов VD5-8) без снижения режимов работы. Cстабилитрон 2С113А выбрал потому, что - требовались как можно меньшие параметры ТКН (температурный коэффициент напряжения) и Rс1 (дифференциальное сопротивление стабилитрона), которые при увеличение могут сказать на работе стабилитрона, а следовательно и всего стабилизатора.
Конденсаторы С2-С3 выбрал оксидно-полупроводниковые, так как они имеют меньшие размеры по сравнению с другими и обеспечивают необходимую величину емкости, по сравнению с электролитическими. Конденсатор С1 выбрал электролитический, так как только этот тип конденсаторов способен работать на высоких напряжениях(требуется U = 310В)
Транзисторы VT1-VT2 выбирал типа КТ506А, так как только данный тип транзисторов способен работать с высокими напряжениями. Транзисторы VT3, и составной транзистор VT3' выбирал высокочастотными, близкими к требуемым параметрам, что удешевит их стоимость. Транзистор VT4 выбирал маломощным, но с высоким коэффициентом передачи.
Резисторы, кроме R1 и R2 выбирал непроволочные, так как их второстепенные параметры (емкость, индуктивность и паразитные сопротивления) минимальны, по сравнению с проволочными. Переменный резистор R6 выбирал близкий к требуемым параметрам, что уменьшит его стоимость и размер. Резисторы R1и R2 выбрал проволочные, так как у них большая мощность по сравнения с не проволочными.
-
Заключение