Загрузка транзисторов и диодов по току и напряжению

Максимальное значение тока транзистора

I _{к max}=2 P _нг/(U _вхη γ²_min) + Δ I ' _L, (260)

где Δ I ' _L – приведенная к первичной обмотке амплитуда пульсаций тока сглаживающего дросселя.

Δ I'_L = Δ I_L /(2 k _тр);

Δ I_L = I_{L max}- I_{L min} – полный размах пульсации тока дросселя.

По справочным данным, приведенным в таблицах 63-69 выбираем транзистор, номинальное значение тока коллектора которого I _{к N} >2 I _{к max}, а напряжение U _{кэ N} >2 U _{вх max}.

Отметим, что для полумостовой схемы ток I _{к max} больше в 2 раза по сравнению с полномостовой схемой. Благодаря этому полумостовые схемы находят применение для преобразователей меньшей мощности, чем полномостовые

Среднее значение тока диода выпрямителя I _в.ср=0,5 I _{нг N}.

Максимальное обратное напряжение на закрытом диоде в этой схеме равно 2 U _2m.

По справочным данным, приведенным в таблицах 54, выбираем диоды с учетом коэффициентов запаса по току k _з.т=2 и напряжению k _з.н=2.

Емкость конденсатора входного делителя для полумостовой схемы необходимо рассчитывать исходя из допустимой амплитуды (размаха) пульсаций U _{m п} выбранного типа конденсатора по формуле

С ₁= Р _нг/(4η f _п U _{m п} U _{вх min}), (261)

где f _п – частота пульсаций выпрямленного напряжения: f _п=2 f _р;

U _{вх min} –минимальное значение входного напряжения.

Обратим внимание на то, что допустимая амплитуда пульсаций напряжения конденсаторов C ₁ и C ₂ определяется по справочным данным на выбранный тип конденсаторов, например по справочным данным, приведенным в табл. 60–62. По данным табл. 60-62 значение U _{m п} можно определить, перемножив допустимое значение амплитуды переменной составляющей тока конденсатора I _{пер max} и полное сопротивление кондесатора на частоте, равной f _п, т.е.:

где х_C =1/(2π Сf _п);

r _c –внутреннее активное сопротивление конденсатора, ESR.

Минимальное значение индуктивности дросселя сглаживающего фильтра L _min определяется из условия обеспечения непрерывного характера тока нагрузки по формуле (262):

L _min> U _нг(1- D _min)/(2 I _{нг min} f _п). (262)

Выбираем по справочным данным, приведенным в табл. 47-51, дроссель, индуктивность которого более рассчитанного значения L _min (примерно в 1,5–2,0 раза), а номинальное значение тока обмотки – не менее номинального значения тока нагрузки.

Максимальный ток дросселя, I_{L max}, определяется с учетом амплитуды пульсаций тока дросселя Δ I_L:

I_{L max}= I _{нг N} + Δ I_L /2= I _{нг N} +[ U _{вх max}/(2 k _тр)- U _нг] D _min /(4 L f _п). (263)

Амплитуду первой гармоники тока дросселя I_{L 1m} можно определить из выражения

I_{L 1 m}=Δ I_L /[2π² D _min(1- D _min)]. (264)

Емкость конденсатора С _фопределяется с учетом требований по пульсациям выпрямленного напряжения U _п2:

U _п2 = k _п2 U _нг;

С _ф= I_{L 1m}/(4π U _п2 f _п)= U _нг(1- D _min)/(8 U _п2 f ²_п), (265)

где U _п2 – допустимая по техническому заданию амплитуда пульсаций напряжения нагрузки.

Выбираем по справочным данным, приведенным в таблицах 60-61, конденсатор, емкость которого не менее рассчитанного значения С _ф, рабочее напряжение не менее 2 U _{нг N}, а величина допустимого действующего значения тока переменной составляющей I _пер.д.з не менее действующего значения преременной составляющей тока фильтра

Величину Δ I_L =Δ I _C определим по формуле

Δ I_L =Δ I_C = I_{L max}- I_{L min}=[(U _{вх max}/2 k _тр)- U _нг] D _min /(4 L f _п). (266)

Кроме этого, необходимо провести проверку сглаживающего фильтра на отсутствие резонанса аналогично тому, как это выполнено в п.3. 7.

Расчет площади радиаторов для транзисторов проводится по методики, приведенной п. 3.1.

Статический расчет системы выполняется по методики, приведенной в п. 3.1.

Оценку динамических характеристик спроектированного преобразователя провести по методике, приведенной в п. 3.7.