Вторичные источники питания (ВИП). Выбор структуры. Расчет неуправляемого выпрямителя. Расчет индуктивно-емкостного фильтра, страница 3

Выберем параметры элементов для настройки микросхемы на нужную частоту.

Резисторы ОМЛТ-0,125Вт номиналами по: R1=3кОм, R2 - нет, R3 – реостат на 100кОм, R4 - нет, R5=R7=100 Ом, R6=5кОм, R8=R9=R10=R12=15кОм, R11=500кОм.

Диоды высокочастотные SF12.

Конденсаторы МБГО-1 номиналами по: C1=5мкФ, C2=22,5пФ, C3=1мкФ, C4=0,1мкФ. Выходы микросхемы соединены параллельно и сопротивления R5 и R7 подобраны так, чтобы обеспечивать 1,5-кратное открывание силового VT.

Рис. 9 1114ЕУ3

8.  Статический расчет.

Цель статического расчета – определение коэффициентов усиления. Для этого сначала определим эквивалентное сопротивление цепи, при этом часть силовой цепи до дроссель-трансформатора нужно привести к части после него.

R₁=0,1Ом, R₂=0,5Ом

R_вд2=0,35ΔU_впр/I_в=0,35*1/5=0,07Ом

R_вд1=0,35ΔU_впр/I_в=0,35*1,2/5=0,08Ом

Из формулы ΔU_р=2,1В, а ΔU_з должно быть меньше 0,36В.

U_осн=U_з=5В, тогда:

, ,

Проверим полученный результат:

, что меньше допустимого.

9.  Питание микросхемы 1114ЕУ3.

Микросхема 1114ЕУ3 может быть запитана постоянным напряжением от 9 до 36 вольт, причем компоновка микросхемы включает в себя стабилизатор напряжения, что позволяет не бояться пульсаций питающего напряжения. Таким же нестабилизированным напряжением можно запитать и коллекторную цепь микросхемы 1114ЕУ3. На рис. 10 приведена схема, где:

Т1 – трансформатор ТР237-115-400 на рис.11 (Р=45ВА, I₁=0,6А, U_d2=16В, U_d3=7,1В, U_d4=1,6В, I₂=0,91А), VD1-VD4 – HER101 (U_обм=50В, I_м=1А), С1 – К50-27 1000мкФ – 160В. При изменении входного напряжения на 10% колебание напряжения питания будет от 12,96В до 15,84В.

Рис. 11 ТР237-115-400

10. Защита ВИП.

На рис. 12 приведена схема токовой защиты нагрузки ВИПа, которая встраивается сразу после ТОК. Схема настроена так, что при превышении тока нагрузки больше 2А открывается VD1_з и открывает VT1_з, через который потечет ток. Напряжение на R1_з откроет VS1_з и ток короткого замыкания разомкнет F1. При необходимости величину размыкающего тока можно отрегулировать сопротивлением R_шз. В данном примере были подобраны следующие параметры и элементы схемы:

F1 – автоматический размыкатель DLS SACB 70 на ток 70А, VD1_з – SF12 (U_обм=100В, I_м=1А), VT1_з –КТ709А (U_кэ=100В, I_к=10А, h_21э=500, f_гр=3МГц, ΔU_кэ=2В), VS1_з – Т142 (U_обм=500В, I_м=80А), R1_з – ОМЛТ – 100Вт – 50Ом+10%, R_шз – KNP-200 - 2Вт – 0,5Ом. На рис. 13 – автоматический прерыватель DLS SACB 70, на рис. 14 – тиристор Т142.

Рис. 13 DLS SACB 70

Рис. 14 Тиристор T142

11. Динамический расчет.

Цель динамического расчета – отследить реакцию системы на возмущения, то есть определить степень устойчивости. Если система неустойчива – скорректировать ее добавлением корректирующего звена.

Определим реакцию системы на единичный скачок по управляющему воздействию. Для этого нужно определить постоянные времени. Схема трансформаторного однотактного конвертора с емкостным фильтром на выходе можно представить как индуктивно-емкостной фильтр.

, где

, .

Введем следующую структуру в MATLAB:

На рис. 15 К – это произведение трех коэффициентов: К=К_ос*К_пу*К_п. После проверки оказывается, что система неустойчива. Введем корректирующее звено, которое изогнет ЛАХ на +20дБ/дек на частоте 10000Гц и на -20дБ/дек на частоте 1МГц. На рис. 16 скорректированная схема:

Скорректированная система устойчива, время переходного процесса составляет менее 1мс. График переходного процесса на рис. 17, на рис. 18 схема корректирующего звена.

Рис. 17

Рис. 18

, где R1=50кОм, R2=250кОм, С1=2нФ, С2=4пФ, 5-ти кратная разница R1 и R2 обеспечивает нам коэффициент предварительного усиления.

12. Вывод.

Данное техническое задание на проектирование выполнено в полном объеме.

Список литературы:

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

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

3.  Мартынов А.А. Проектирование электроприводов: Учеб. пособие/СПбГУАП. СПб., 2004.