Разработка преобразователя напряжения для питания оборудования передвижной лаборатории, страница 8

.

Принимая ток разряда конденсаторов  в моменты коммутации силовых транзисторов в 20 раз меньше тока коллектора, находится сопротивление демпфирующей цепи,

.

Выбираем резистор типа С2 – 23 150Ом5% 2Вт.

Диод, включенный в цепь заряда емкости демпфирующей цепи, выбирается из условия  и .

Выбирается диод типа КД212В на обратное напряжение 100В и импульсный прямой ток 50А.

Обратные диоды VD5,VD7,VD11,VD14 также выбираются по обратному напряжению и прямому току. Средний ток диода,

.

Напряжение, приложенное к диоду,

.

Выбирается диод типа КД213Б на напряжение 200В и ток 10А.

Рассеиваемая на диоде мощность,

,

где  - прямое напряжение на диоде; определяется по графику       =0,78В.

Температура перехода обратного диода,

,

где - тепловое сопротивление  переход – среда,

,

.

Температура перехода превышает предельную температуру перехода . Поэтому для отвода тепла рассчитывается радиатор. Обратные диоды целесообразно установить на общий с силовыми транзисторами радиатор на внутренней его стороне. Внутри преобразователя будут находиться элементы, которые имеют предельную температуру окружающей среды равную . Поэтому, при расчете площади теплоотвода необходимо в формуле применять такую температуру р – n перехода, при которой бы температура радиатора не превышала  .

Тепловое сопротивление переход – корпус диода,

.

Температура перехода обратного диода,

Площадь радиаторов для обратных диодов,

В качестве датчика тока для защиты преобразователя от перегрузок по току и короткого замыкания выбирается стандартный шунт  RS типа 75ШС – 30А – 75мВ – 0,5.

Для защиты преобразователя от подключения источника питания обратной полярности используется диод VD1. Тип диода В – 25 – 0,5. средний прямой ток диода 25А. защитный ток 1000А. Обратное напряжение 50В.

5.5 Расчет источника питания для схемы управления.

С целью сокращения габаритов и стоимости разрабатываемого устройства в качестве источника питания для схемы управления выбирается интегральная микросхема (ИМС) типа К142ЕН3 с типовой схемой включения навесных элементов (рис.5.3).

Основные параметры ИМС  К142ЕН3:

Максимальное входное напряжение ;

Минимальное входное напряжение  ;

Диапазон регулирования выходного напряжения  ;

Максимальный ток нагрузки ;

Минимальное падение напряжения на регулирующем элементе ;

Максимальная рассеиваемая мощность ;

Предельно допустимая температура перехода ;

Предельно допустимая температура корпуса ;

Тепловое сопротивление между переходом и окружающей средой .

Назначение элементов:

R1 – ограничительный резистор для регулирования порога срабатывания      тепловой защиты в диапазоне температур корпуса ИМС от +65 до +145;

R2 – резистор – датчик сигнала для защиты ИМС от перегрузки по току или   короткого замыкания в нагрузке;

С3 – корректирующий конденсатор, обеспечивающий устойчивую работу стабилизатора, обычно применяется С3=0,01мкФ.

С2 – конденсатор, блокирующий вход микросхемы от наводок и помех со стороны монтажа.

В качестве конденсаторов С3 и С2 выбираются керамические конденсаторы типа КМ – 5б – Н90 – 0,01 мкФ % .

С1 – конденсатор, устраняющий генерации при скачкообразном включении       входного напряжения, выбирается из условия . Выбирается конденсатор К10 – 17 – 1а 0,33мкФ 50В.

С5 – конденсатор, обеспечивающий устойчивость при импульсном изменении тока нагрузки, снижает уровень пульсации; выбирается из условия . Выбирается конденсатор типа КМ5 – 0,1 мкФ Н90.

С4 – конденсатор, служащий для уменьшения выходного сопротивления стабилизатора на частоте пульсации. Выбирается конденсатор типа К50 – 12 – 200мкФ 6,3В.

R3, R4 – делитель выходного напряжения. Сопротивление резистора R4 определяется уровнем опорного напряжения и составляет обычно 1,2кОм. Сопротивление резистора R3 определяется по формуле,

                    (5,6)

где  - выходное напряжение стабилизатора; для микросхем ТТЛ                при напряжении питания - 5В.

Сопротивление резистора R3 из (5.6)

Ток через резисторы R3, R4,

Мощность, рассеиваемая на резисторах R3, R4