б) Расчет пульсаций тока в дросселе в режиме прерывных токов
Расчет произведем для индуктивности при которой в схеме наблюдается режим пульсирующих токов.
В этом режиме расчетные формулы изменятся:
где: 
-
период преобразования.
-
сопротивление нагрузки.
Как видно из проделанных расчетов режим пульсирующих токов весьма нежелателен, так как схема теряет свои достоинства и приобретает много недостатков, которые были описаны выше.
2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ
2.1. Выбор функциональной схемы.
Исходя из достоинств и недостатков двух схем импульсного понижающего стабилизатора напряжения, описанных в первой главе записки выбираем двухканальную схему стабилизатора. Так как использование двухканальной схемы позволяет расщепить поток энергии на два канала соответственно. Также данная схема позволяет во много раз уменьшить динамические потери в ключевых транзисторах, снижение индуктивности дросселя, что приводит к снижению электромагнитных помех, а также значительное снижение массогабаритных показателей.
2.2.Описание функциональной схемы.
Функциональная схема представлена на рисунке 2.1.
Рис
2.1.Функциональная схема
Функциональная схема состоит из следующих узлов:
1) Генератор.
2) Блок триггеров.
3) Блок компараторов.
4) Силовая часть.
Генератор вырабатывает тактовый импульс, который через блок триггеров поступает на базу ключевого транзистора, в результате этого происходит включение ключа и начинается зарядка конденсатора и нарастание тока в дросселе до максимального значения, пока открыт транзистор. При подаче входного напряжения сигнал с шунта поступает в блок компараторов и в результате обработки в этих блоках через элементы ИЛИ поступает в блок триггеров, где происходит сброс одного из триггеров а далее выключение одного ключа и включение другого. Когда первый ключ закрывается начинается уменьшение тока в дросселе в одном канале и нарастание в другом. Затем процесс повторяется.
3. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ
3.1. Выбор и расчет генератора.
Генератор прямоугольных импульсов выполнен на логических элементах 2И-НЕ, микросхема 74F00S (Рис 2.1). Выбор элементов осуществляется из следующего условия:
(3.1)
Рис 3.1 Генератор прямоугольных импульсов
Исходя из выражения 3.1 рассчитаем элементы R2 и С1. По условию известно что генератор должен выдавать прямоугольные импульсы с частотой f равной 40 кГц. Зададимся R2 = 16 кОм и из выражения 2.1 получим
С1 = 1500 пФ. Так логические элементы при использовании в качестве усилителей имеют сильный разброс и нестабильность во времени, то довешиваются дополнительные резисторы R1 = 100 Ом и R3 = 600 Ом.
3.2. Выбор управляющих триггеров.
Данная схема предназначена для управления силовыми ключами понижающего стабилизатора. Блок выполнен на микросхемах триггеров КР531ТМ2. Принципиальная схема блока изображена на рисунке 2.2.
Рис 3.2. Блок управляющих триггеров
Триггер DD2 предназначен для формирования заданной скважности, которая равняется 0.5 и для управления триггерами DD3 и DD4, которые в свою очередь через схему усиления производят открытие и закрытие силовых ключей.
3.3. Расчет блока компараторов.
В качестве микросхемы компаратора используется микросхема К554СА3. К микросхеме подключаются два дифференциальных каскада при помощи, которых происходит снятие сигнала разбаланса с шунта, а затем обрабатывается микросхемой. После этого компаратор, при наличии разбаланса, производит сброс управляющего триггера. Принципиальная схема блока представлена на рисунке 3.3.
Рис 3.3. Блок компаратора
На резисторе R20 падает сумма напряжений на диоде VD7 и на базо-эмиттерном переходе транзистора VT5. В результате общее падение напряжения на резисторе R20 равняется 1.4 В. Зададимся током коллектора транзистора VT5 равным 2мА.
Выбираем R20=680 Ом.
Выберем транзистор VT5 исходя из следующих условий:
Выбираем транзистор КТ203А со следующими параметрами:
Резистор R22 расчитаем из условия падения напряжения на светодиоде VD7.
(3.2)
Выбираем светодиод АЛ102А, падение напряжения на котором при прямом токе 5мА равняется 2.8 В. Тогда из выражения 3.2 получаем R22=8.4 кОм
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.