Разработка преобразователя напряжения для питания оборудования передвижной лаборатории, страница 5

где - коэффициент насыщения транзистора,  

    -число параллельно включенных транзисторов, =2.

Сопротивления в цепях базы силовых транзисторов,

где - максимальное падение напряжения на переходах база-  

                         эмиттер силовых транзисторов, =3В;

   

- максимальное падение напряжения на переходах            

                           коллектор-эмиттер транзисторов предварительных     

                           усилителей, = 1,5В.

По шкале номиналов выбирается номинал 220 Ом5%.

Ток резисторов  при максимальном напряжении питания,

где - минимальное падение напряжения на переходах база-

                        эмиттер силовых транзисторов, =2,25В;

     -минимальное падение напряжения на переходах

                          коллектор-эмиттер транзисторов предварительных 

                          усилителей, =1В.

.

Максимальная рассеиваемая мощность на базовых резисторах,

.

Выбираются резисторы типа С2-23 220 Ом5% 2Вт. Резисторы в цепи база-эмиттер силовых транзисторов выбираются из условия .

Мощность, рассеиваемая на резисторах ,

Выбираются резисторы типа С2-23  910 Ом 0,25Вт.

Мощность, рассеиваемая на транзисторах,

где - соответственно мощности потерь в режимах

                                     насыщения, отсечки, динамическом.

Мощность, рассеиваемая на транзисторах в режиме отсечки,

         (5.1)

где - неуправляемый обратный ток коллектора.

Мощность, рассеиваемая на транзисторе в динамическом режиме,

             (5.2)

где -постоянная составляющая времени транзистора;

     -коэффициент динамических потерь.

Мощность, рассеиваемая на транзисторах в режиме насыщения,

Ввиду относительной малости значений обратного тока коллектора в выражении (5.1), частоты преобразовании и постоянной времени транзистора в выражении (5.2), значения рассеиваемой мощности в режимах отсечки и динамическом пренебрегаются. Таким образом, рассеиваемая за период мощность транзистора

Падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер при токе коллектора  = 14,3А, равно 2,4В.

Рассеиваемая на транзисторе мощность,

Полученная мощность превышает предельно допустимую мощность транзистора. Всвязи с этим для отвода тепла используется радиатор.

Радиаторы для полупроводниковых приборов могут быть изготовлены из стали, меди, алюминия и его сплавов. Один из наиболее распространенных материалов, применяемых для изготовления радиаторов, является алюминий и его сплавы.

Простота и легкость обработки, возможность наносить химическим и электрохимическим путем защитные покрытия, высокая теплопроводность и ряд других достоинств обусловили широкое применение алюминия и его сплавов  для изготовления радиаторов.

Расчет радиатора начинается с определения поверхности теплообмена , которая зависит от мощности, рассеиваемой полупроводниковым прибором; тепловых сопротивлений переход-корпус, корпус-радиатор; температуры перехода; температуры окружающей среды.

Площадь теплообмена для транзисторов,

,      (5.3)

где - число транзисторов;

-коэффициент, зависящий от степени черноты теплоотвода, высоты ребер, расстояния между ребрами, для алюминиевых радиаторов, применяемых наиболее часто  ;

-предельная температура перехода, =175;

-температура окружающей среды, =40;

-тепловое сопротивление переход-корпус;

-тепловое сопротивление корпус-радиатор; зависит от качества теплового контакта между транзисторами и радиатором. При плотном прилегании =(0,6…1) /Вт.

Тепловое сопротивление переход – корпус,

Для нормальной работы транзисторов необходимо, чтобы температура перехода была ниже предельной на 10. Кроме того, поскольку транзисторы будут закрыты алюминиевыми пластинами (для предотвращения случайного прикосновения), при расчете площади теплоотвода необходимо в формуле применять такую температуру перехода, при которой бы температура радиатора не превышала 60. В этом случае температура перехода  и площадь радиатора  соответственно равны,

,

,

5.2 Расчет предварительных усилителей.

Ток коллектора транзисторов VT1, VT3, ,

где  - количество силовых транзисторов в одном инверторе, =2;