Расчет выходного фильтра ИСН.

1. Учтем, что наибольшая пульсация напряжения имеет место на выходе фильтра при минимальном коэффициенте заполнения. Найдем относительное значение пульсаций 1-й гармоники на выходе выходного высокочастотного фильтра.

%

2. Коэффициент пульсаций на выходе блока ИСН.

%

3. Найдем требуемый коэффициент подавления пульсаций выходным фильтром:

ГНГЕНГШ

4. Минимальная индуктивность дросселя фильтра при условии сохранения непрерывности тока через дроссель:

,

мкГн

I_нmin составляет 0,1*I_{n ном.};

 

5. эффективное значение переменной составляющей напряжения на нем U_{i эф}

Используя предыдущую формулу и проводя раздельное интегрирование по интервалам времени t_n и T-t_u после преобразования, получим

где В

В

= =0,95 - прямое падение напряжения на диодах в режиме номинального тока нагрузки.

В

 

Выбираем дроссель D130-0.02*1.1 (Рис 11.9 УХЛ)

	A=22 мм A1=28 мм B=42 мм b=23 мм H=47 мм h=5.5 мм L=45 мм d=M3

L=0.02 Гн

I=1.1 А

U=78 B

m=200 г

 

		L		b
	H

 

6. Емкость выходного конденсатора фильтра ИСН.

мкФ

Введем коэффициенты k_эф. и k_N для выбора емкости для конденсатора типа К53-29

=4,56/4,2=1,086

Коэффициент k_N1, отражающий разброс номинального значения, для всех типов конденсаторов принимается равным 0,8.

Необходимо вести поиск нужного конденсатора исходя из выражения.

мкФ

Зная емкость С_ф производим выбор номинальной емкости из ряда, приведенного в технических условиях.

С_ф.в.=(4x 16В; 15 мкФ)=843 мкФ

 

7. Рассчитаем реальную емкость С_ф.в. выбранного конденсатора на высокой частоте с учетом разброса номинального значения.

мкФ

8. Уточним значение переменной составляющей выходного напряжения при выбранных реальных значениях L_ф и С_ф. Обозначим эту величину U_р.н.~ и определим по уравнению.

U_р.н.~=U_н~

U_р.н.~= В

U_р.н < U_н­~. что удовлетворяет условию.

 

Шестой этап расчета.

Расчет потерь в силовых транзисторах и диодах ИСН.

1. Динамические потери в одном транзисторе

,

где U_вх.max=k_вх2U_вх=1,03*24=24,72 В

_Ik=Iэф/ = А

Вт

1. Статические потери в транзисторе

 

Вт

где U_к.э.н.=0,75 В – напряжение коллектор-эмиттер транзистора в режиме насыщения

U_б.э.н.=0,1*U_вх.ном напряжение база-эмиттер транзистора в режиме насыщения базового перехода

I_б=0,1*I_н – ток через переход база-эмиттер, протекающий в режиме отрытого транзистора.

3. Суммарные потери в одном транзисторе И.С.Н.

Вт

 

 

Седьмой этап расчета

Расчет потерь в силовых диодах

1. Динамические потери в выпрямительных диодах

Вт

где t_вст.=0,5 мкс – время восстановления обратного сопротивления диода.

2. Статические потери в выпрямительном диоде

Вт

где =0,95- напряжение на открытом диоде VD1 при протекании тока нагрузки.

3. Суммарные потери в выпрямительных диодах VD1

4. Динамические потери в коммутирующем диоде VD2

=1 для диода Шоттки

Вт

5. Статические потери в диоде VD2 при протекании тока нагрузки в запертом состоянии силового транзистора

Вт

где =0,95 - напряжение на открытом диоде VD2 при протекании тока нагрузки

 

6. Суммарные потери мощности в коммутирующем диоде VD2

Вт

7. Суммарные потери мощности в диодах выпрямителя ИСН.

Вт

Восьмой этап расчета

Расчет потерь мощности в дросселе фильтра

1. Вначале найдем число витков в обмотке дросселя из выражения для расчета индуктивности

где индуктивность дросселя, мГн;

 

= 2L – (L-A1)*4/2+ 2H=2*45-17*2+2*47=150 мм = 15 см – средняя длина силовой магнитной линии магнитопровода дросселя

=140 - магнитная проницаемость материала сердечника дросселя

S_ст =(L-A1)/2*A=187мм²=1,87см² площадь поперечного сечения сердечника магнитопровода дросселя

 

2.Изменение индукции в дросселе фильтра при воздействии переменной составляющей напряжения

Тл

3. Удельные потери в материале определяем по техническим условиям на сердечник.

4. Потери мощности в магнитопроводе сердечника дросселя:

,

Вт

где =10 Вт/кг - мощность удельных потерь

m_др =200 г – масса сердечника дросселя фильтра, ее значение в технических условиях на сердечник.

5. Потери мощности в обмотке дросселя

,

Вт

где - активное сопротивление обмотки дросселя

- температура перегрева сердечника дросселя по сравнению с температурой 20⁰С;

;

для сердечников дросселя из МО пермаллоя и ферритов принимаем Т_пред=120⁰.

6. Суммарные потери мощности в дросселе фильтра

Вт

Девятый этап расчета