Основные расчетные соотношения для выбора элементной базы ППТ с последовательным ключевым элементом, страница 2

суммарное тепловое сопротивление

Площадь радиатора , где - это коэффициент теплоотдачи от радиатора в окружающую среду. Этот коэффициент зависит от кол-ва тепла, отводимого от радиатора путем теплопроводности, конвекции и излучения. В расчетах можно применять

Выбираем радиатор, представленный на рис.4 со следующими парам-ми

,число пластин –2 ,

Рис.4

6.Расчет схемы управления.

Для того чтобы задать в схеме управления частоту квантования 50 кГц необходимо подобрать R₁ и C₂.

Для увеличения тока на затворе полевого транзистора соединяем на схеме управления сопротивлении R₅ и R₇ параллельно.

Рассчитаем сопротивления R₈-R₁₅.

Рис.5.1 Схема управления .

Для настройки схемы подбираем следующие значения элементов на схеме:

R1 – резистор задания частоты 3 – 100 кОм

R2 – ограничитель питания фазорасщепителя 0 – 1 кОм

R3 – резистор задания паузы 3 – 100 кОм

R5, R7 – резисторы нагрузки микросхемы; номиналы R5, R7 определяются значениями U_вх, I_вых

R6 – резистор ограничения сигнала дистанционного выключения 3 – 10 кОм

R8 – R10, R12 – резисторы задания напряжений на входах усилителей 3 – 30 кОм

R11 – резистор местной обратной связи 10 кОм – 1 Мом

С1 – фильтр питания микросхемы 0.1 – 10 мкФ

С2 – конденсатор задания частоты 510 пФ – 0.22 мкФ

С3 – конденсатор задания длительности «мягкости» запуска 0.1 – 10 мкФ

С4 – конденсатор коррекции частотной характеристики 0 – 0.22 мкФ

С5 – фильтр выходного напряжения усилителя 0 – 1 мкФ

VD1 – VD3 – разделительные диоды

Рис. 5.2 1114ЕУ3

7.Схема защиты ВИП.

Для защиты ВИП от сверхтоков и перенапряжений применяется следующая схема:

Схема защиты

В данной схеме используется следующая элементная база:

Диод (VD) – D224 (∆U_DV = 1 В, U_{Д обр.}= 50 В, I_Дср=5 А);

Тиристор (VS) – КУ201Д (I_откр = 200 мА, U_{обр max} = 100 В);

В качестве транзистора ставим КТ3117А (рис.13)

Исходя из параметров диода получаем R_Ш = 1Ом .

Выбор плавкого предохранителя ВП1-2 (I_пр.ном=1А; Режим срабатывания при токе 2,5А, время срабатывания не более 1 сек., R_пр=0,3 Ом)

8.Статический расчет ВИП.

Данный расчет предназначен для определения коэффициента усиления всей системы в целом, который обеспечит требуемую точность стабилизации выходного напряжения.

- это напряжение преобразователя в режиме холостого хода при заданной величине . - это эквивалентное сопротивление цепи нагрузки.

- это падение напряжения на эквивалентном сопротивлении нагрузки  при разомкнутой цепи обратной связи.

 Для обратной связи используем делитель напряжения (рис.6) с выходным напряжением  - напряжение обратной связи

рис.6

- это коэффициент передачи ВИП.

коэффициент усиления регулятора напряжения

Рис.7 Операционный уселитель

9.Динамический расчет ВИП.

Этот расчет имеет целью построение переходного процесса системы для  проверки её на устойчивость и удовлетворение ТЗ качества оцененного по параметрам колебательности и времени данного переходного процесса.

Передаточная функция системы по управляющему воздействию будет выглядеть следующим образом

 

Переходной процесс изображен на граф.1

Граф.1

Как видно из графика, переходный процесс является устойчивым, причем перерегулирование достигает 6,8%. Время переходного процесса (5% от установившегося значения) составляет 0.52 [с].

Список литературы:

1.  Мартынов А.А. Проектирование вторичных источников питания. Проектирование ВИП с выходом на постоянном токе: Учеб. пособие/СПбГУАП. С-Пб., 2000 г.

2.  Мартынов А.А. Справочные данные по элементной базе для курсовых проектов по дисциплинам «Проектирование электроприводов», «Проектирование вторичных источников питания», Полупроводниковые устройства систем управления». С-Пб., 2003г.

3.  Мартынов А.А. Проектирование электроприводов: Учеб. пособие/СПбГУАП. С-Пб., 2004г.