Источники питания электротехнологических установок, страница 2

где 1Н - ток нагрузки, f 2 — частота напряжения питания u2, AU -допустимая амплитуда пульсации напряжения на конденсато­ре, п — число звеньев С—VD выпрямителей-умножителей.

Таким образом, для удвоения напряжения (рис. 3) конденсаторы одинаковы по напряжению, а емкость в схеме на рис. За - в 3 раза меньше, чем на рис. 36. Начи­ная с утроителей напряжения на выходных конденсато­рах схемы рис. За больше, чем на рис. 36. Между тем, по емкости конденсаторов вторая схема уступает первой.

Расчет автогенераторов сводится к выбору транзис­торов и трансформаторов. К примеру, если заданы на­пряжение питания Un, выходное U2m, а также выход­ные частота f2 и мощность Р2 автогенератора на рис. 2а,


22              "С4

Рис. 3. Схемы утроителя (а), удвоителя и учетверителя (б)напряжения

то его ориентировочный (инженерный) расчет произво­дится следующим образом.

Как отмечено, при работе автогенератора один из транзисторов открыт, другой — закрыт. Очевидно, что когда открыт VT1, обратное напряжение на VT2 скла­дывается из напряжения питания Un и максимального значения ЭДС самоиндукции нижней полуобмотки Elm. В свою очередь, Elm» Un, поэтому максимальное обрат­ное напряжение транзистора

UKm≥2Uп     '                                                                 (1

Максимальный ток коллектора

(2)

где т| - КПД трансформатора, который у маломощных аппа­ратов составляет 0,5...0,7.

По (1) и (2) выбирают (биполярные составные или полевые) транзисторы VT1 и VT2.

Для расчета трансформатора, прежде всего, необхо­димо выбрать конструкцию магнитопровода (стали). Для высоких частот она должна иметь относительно большую поверхность охлаждения, малую индуктив­ность рассеяния, незначительное проявление поверх­ностного эффекта в проводах обмоток, высокую техно­логичность изготовления и др. Этим требованиям наи­более полно удовлетворяют П-образные сердечники при размещении обмоток на двух стержнях.

Выбор же типоразмера магнитопровода трансфор­матора проводят с учетом соотношения

где Рст и FOK - площадь сечения соответственно стали и окна, см2; Рг - габаритная мощность трансформатора [Рг ≈ Р2(η + 1)/2η ≈ 1,5Р2], ВА; кф> кст, к - коэффициенты формы выход­ного напряжения и2 (для меандре кф=1), заполнения стали (для феррита кст ≈ 1), заполнения окна медью (кок  ≈ 0,15) со­ответственно; f2 — рабочая частота напряжения u2, Гц (f ≤ 20 кГц), j - плотность тока в меди, А/мм2 (j ≈ 2,5 А/мм2), В - рабочая индукция, Тл (В ≤ 0,25 Тл).

По FCT FOK выбирают стандартный магнитопровод [6] и получают реальные значения FCT и F0K.

Число витков первичной полуобмотки трансформа­тора

W1 = l04Un/4f2BFCTkCT ≈ 0,5Un/FCT.

С учетом приведенных значений параметров число витков базовой обмотки

где Uб — напряжение, подаваемое на базы транзисторов.

Некоторую сложность вызывает выбор коэффици­ента трансформации трансформатора или напряжения U2m. Дело в том, что трансформатор может быть высо­ковольтным (до 10 кВ и более), тогда число звеньев в умножителях напряжения уменьшается. При этом це­лесообразность повышения напряжения может оказать­ся незначительной из-за необходимости усиления ме­жобмоточной изоляции. Если же использовать трансформатор низковольтный (до 1 кВ), то число звеньев умножителя возрастает. Таким образом, напряжение U2m следует выбирать компромиссно. Рекомендуется при выходном напряжении источника 15...25 кВ при­нимать Ugm ≈ 3...4 кВ. Тогда требуется умножитель из 5...7 звеньев, а источник можно компоновать трансформаторами и умножителями, использующимися в оте­чественной телевизионной аппаратуре [7].

С учетом приведенной рекомендации число витков вторичной обмотки трансформатора