Разработка преобразователя напряжения для питания оборудования передвижной лаборатории, страница 9

В качестве резистора R3 выбирается переменный резистор типа СП5– 2 0,25Вт с пределами номинальных сопротивлений . В качестве резистора R4 выбирается резистор типа С2 – 23 1,2 кОм5% 0,25 Вт.

Резистор R1 (кОм) выбирается из условия

где  - температура корпуса ИМС, принимается равной 90.

Выбирается резистор типаС2 – 23 10кОм5% 0,25Вт.

Сопротивление резистора R2 (Ом),

Мощность, рассеиваемая на резисторе R2,

Выбирается резистор типа С2 -23 2,4ОмОм5% 0,25Вт.

Мощность, рассеиваемая на микросхеме,

Рассеиваемая мощность на микросхеме превышает предельно допустимую мощность, поэтому для отвода тепла используется радиатор.

Микросхема устанавливается на внутренней стороне радиатора. Тепловое сопротивление переход – корпус микросхемы,

Температура перехода микросхемы с учетом использования последней внутри преобразователя,

Площадь теплоотвода микросхемы,

5.6  Расчет устройства сигнализации.

Для контроля выходного напряжения аккумуляторных батарей на входе преобразователя включен светодиод VD3 типа АЛ307Г с зеленым цветом свечения на максимальный прямой ток . Сопротивление гасящего резистора R1,

Рассеиваемая мощность на резисторе R1

Выбирается резистор типа С2 – 23 1,5кОм5% 1Вт.

Для контроля выходного напряжения преобразователя в цепь обратной связи по напряжению включен светодиод VD9 типа АЛ307Г. Для выпрямления переменного напряжения, прикладываемого к светодиоду VD9 служит диод VD8 типа КД522А на прямой ток  и обратное напряжение 30В. Сопротивление гасящего резистора R13,

Рассеиваемая мощность на резисторе R13,

Выбирается резистор типа С2 – 23 1,3кОм5% 1Вт.

Для контроля состояния перегрузки инвертора и разряженного состояния батарей инвертора используются светодиоды соответственно VD4 и VD2 типа АЛ307БМ с красным цветом свечения на максимальный ток 20мА. Последнее состояние дублируется звуковой сигнализацией. Для этого используется капсюль BF типа ТК – 67 – Н1.

5.7  Расчет фильтров.

Для определения емкости входного фильтра используется закон сохранения энергии,

                      (5.7)

где  - индуктивность нагрузки, пересчитанная в первичную цепь       трансформатора;

- амплитуда тока первичной обмотки трансформатора;

           - размах пульсаций, принимаем равным 10% от номинального входного напряжения, т.е. ;

Индуктивность нагрузки преобразователя,

где  - угол сдвига фаз между первыми гармониками тока и напряжения нагрузки; из требований, предъявляемых к потребителям электроэнергии коэффициент мощности  отсюда

Индуктивность нагрузки, пересчитанная в первичную цепь трансформатора,

Емкость фильтра из (5.7)

Так как потребители электроэнергии имеют на входе свои сглаживающие фильтры, использовать такую большую емкость нет необходимости. Поэтому емкость фильтра можно снизить на порядок. Используем сеть параллельно соединенных конденсаторов типа К50 – 12 2200мкФ 10% 40В. (С1 в приложении 1).

Выбор типа выходного радиофильтра зависит от сопротивления источника и нагрузки, а также от вида помехи – симметричной или несимметричной.

Для подавления симметричной и несимметричной помех при низком сопротивлении источника используется Г – образный фильтр с индуктивным входом (L1, L2, С9, С10, С11).

Типы элементов и значения номиналов приведены в приложении 2.

5.8  Уточнение коэффициента полезного действия преобразователя.

Коэффициент полезного действия преобразователя определяется из соотношения выходной мощности  к мощности потерь в его элементах. Уточнение КПД преобразователя производится для наихудшего варианта, т.е. при минимальном напряжении питания .

КПД преобразователя,

где  - мощность потерь в элементах преобразователя,

где  - мощности потерь соответственно: в трансформаторе (), в силовых транзисторах (), обратных диодах (), сопротивлениях в цепях баз силовых транзисторов (), микросхеме стабилизатора напряжения (), системе управления ().

Потери мощности в элементах преобразователя,

 КПД преобразователя,

Следует отметить, что при повышении напряжения питания потери мощности в элементах преобразователя будут уменьшаться, а КПД расти.