Методика расчета силовой цепи

Исходными данными для расчета ИСН являются:
напряжение и пределы его изменения ;
номинальное выходное напряжение и допустимые пределы его регулировки ;
максимальный и минимальный токи нагрузки;
допустимая амплитуда пульсации выходного напряжения ;
коэффициент стабилизации Кст;
частота преобразования f.

1. Принимаем ориентировочно КПД стабилизатора .

2. Минимальное и максимальное значения относительной длительности (коэффициент заполнения) импульса напряжения на входе фильтра

3. Из условия сохранения режима непрерывности токов дросселя определяем его минимальную индуктивность:

4. Вычисляем произведение LC по заданному значению пульсации:

и определяем L и C с учетом (1) и (2).

5. Амплитуда тока через конденсатор

6. Среднее и предельные значения тока дросселя



Выбираем типовой дроссель по [6].

7. Принимаем и с учетом частоты преобразования по [4] или [5, c. 7] выбираем регулирующий транзистор по току и напряжению или ; .

8. Выбор импульсного диод производится с учетом частоты преобразования по прямому току и обратному напряжению :
,
Справочные данные о некоторых импульсных диодах приведены в [3, c. 43] и [5, c. 5].

9. Потери мощности на транзисторе определяются в основном потерями в режиме насыщения и динамическими (в моменты переключения):

10. Потери мощности на диоде определяются потерями в прямом направлении и динамическими потерями при его выключении:

11. Потери мощности в дросселе

12. КПД силовой цепи стабилизатора

13. Коэффициент передачи схемы управления, устанавливающий связь между изменениями относительной длительности импульсов на входе сглаживающего фильтра и напряжения на нагрузке,

Домашнее задание

1. Начертите принципиальную схему силовой цепи ИСН понижающего типа.

2. Приведите диаграммы изменений напряжений и токов в ИСН понижающего типа при повышении (понижении) входного напряжения и тока нагрузки . Тип стабилизатора, характер внешнего воздействия и виды временных диаграмм приведены в табл. 1.

Таблица 1

Индексы означают:
y - выход системы управления;
к - коллектор силового транзистора;
д - диод.
Следует привести не менее трех импульсов . Номер варианта узнайте у преподавателя.

3. Рассчитайте силовую цепь ИСН. Выберите транзистор и блокирующий диод. В табл. 2 приведены данные для расчета: входное напряжение и пределы его изменения ; номинальное выходное напряжение ; максимальный и минимальный токи нагрузки; допустимая амплитуда пульсации выходного напряжения стабилизатора ; коэффициент стабилизации Кст; частота коммутации f.

Таблица 2

Номер варианта	, В	, В	- , А	, мВ	Kст	f, кГц
	20 3		0,2-1
	20 5		0,1-0,5
	18 3		0,5-1
	20 5		0,5-1
	16 4		0,1-1
	14 4		0,5-1
	15 3		0,5-1
	15 3		0,5-1
	20 5		0,2-1
	18 6		0,1-1

4. Сформулируйте требования к быстродействию регулирующего транзистора и блокирующего диода.

5. Укажите элементы принципиальных схем ИСН, включенные для уменьшения коммутационных помех.

6. Приведите формулы для расчета КПД, внутреннего сопротивления и коэффициента стабилизации ИСН по экспериментальным данным.