Выбор переключающих транзисторов

Для выбора типа переключающих (коммутирующих) транзисторов рассчитываются максимальное напряжение, прикладываемое к закрытому транзистору, и максимальный ток, протекающий через транзистор в состоянии насыщения.

Величина максимального напряжения определяется из условия выбора предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер:

 

 В

 

Определяем максимальный ток, протекающий через транзистор в состоянии насыщения, рассчитав в начале среднее значение тока коллектора за одну половину периода (Т/2):

 

 А

 

КПД инвертора:

 

 

Если учитывать ток намагничивания трансформатора, то среднее значение тока коллектора должно быть увеличено примерно в 1,4 раза.

В момент насыщения сердечника трансформатора ЭДС, индуктируемые в его обмотках, становятся равными нулю и все напряжение U _пс прикладывается к транзистору, в результате чего ток I _к возрастает в 3 - 4 раза, т.е.

 

.

2,5 А

 

Транзисторы выбираются из условий:

 

U_{K д on} > U_km, I _кдоп > I_km

 

По справочнику выберем транзистор типа КТ812В. Его параметры:

Предельное напряжение коллектор-эмитер U_кдоп = 300 В

предельный постоянный ток коллектора I_кдоп = 8А

минимальное значение статического коэффициента

передачи тока (Т_к = 25°) h_21э = 10

напряжение насыщения коллектор - эмиттер (типовое) U_{кэ нас} < 1,35 В

Напряжение насыщения база-эмиттер (типовое) U_бэ < 2,2 В

Постоянная рассеваемая мощность

коллектора (Т_к=-45° до +50° С) Р_{к макс} = 50 Вт

Предельный постоянный ток базы I_{б макс} = 3 А

Расчёт пускового делителя.

Делитель должен обеспечить величину напряжения смещения базы относительно эмиттера достаточную для запуска инвертора и при этом потреблять малую мощность. Это требование выполняется при условии

 

 

Примем напряжение смещения .

Максимальный ток базы при насыщении транзистора:

 

 

Где I_{к нас -} постоянный ток коллектора в режиме насыщения.

h_{21э мин -} минимальное значение статического коэффициента передачи тока транзистора в схеме с общим эмиттером.

 

 Ом

 

Выберем из стандартного ряда резистор R₂ = 120 Ом

Соответственно величина сопротивления второго резистора:

 

Ом

 

Выбираем из стандартного ряда R ₁ = 7,5 кОм

Величина ёмкости С конденсатора, шунтирующего резистор R ₁ в момент включения инвертора, выбирается из условия, чтобы постоянная времени цепи заряда этого конденсатора была меньше половины периода коммутации. Частота коммутации выбирается в пределах 1-50 кГц, учитывая, что с её увеличением уменьшается масса трансформатора, но возрастают динамические потери мощности. Принимаем f = 10 кГц.

 

 

Выбираем из стандартного ряда С = 0,47 мкФ.

Напряжение обратной связи.

Рисунок 3

 

Для расчета величины напряжения обратной связи U _ос, обеспечивающей режимы насыщения и отсечки транзисторов, определяем по справочнику максимальное напряжение насыщения база-эмиттер U _бэнас, значение которого должно быть обеспечено выбором величины U _ос и U _cм. При этом должно выполняться условие U _ос > U _см (см. рисунок 3).

 

Как правило, U _ос = (3 ¸ 5) В. Тогда U _{бэ нас} = U _ос + U _см

Примем U_ос = 3В тогда U_бэнас = 3+1 = 4 В

 

Величина напряжения U_ос (ЭДС полуобмотки обратной связи) так относится к напряжению U_пс (ЭДС на первичной обмотке трансформатора) как, примерно

 

 

Для расчета используется соотношение: