Расчет транзисторного преобразователя напряжения

Федеральное государственное  бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Омский государственный технический университет».

Кафедра «Теоретическая и общая электротехника».

Расчет транзисторного преобразователя напряжения.

Вариант 12.

 Выполнил студент гр.Э-146

Куприянова Н.Н.

Проверил: к.т.н. доцент

Власов А.Ю.

Омск 2017 г.

Расчет преобразователя состоит из двух частей — расчета трансформатора на ферритовом сердечнике и расчета автогенератора на биполярных транзисторах.

При расчете транзисторного преобразователя напряжения, схема которого представлена на рис.1,задаются следующие исходные данные:

1) напряжение источника питанияU1;

2) напряжение на выходе преобразователя UВЫХ;

3) выходной ток преобразователя IН;

4) частота колебаний автогенератора f;

5) материал и тип сердечника преобразователя;

6) максимальная индукция в сердечнике Bт;

7) температура перегрева трансформатора ΔТ.

[pic 1]

Рис.1. Схема транзисторного преобразователя

Варианты заданий находятся в таблице 5 Приложения.

          Исходные данные:

1.  U1 = 22 В;
2.  UВЫХ= 240 В;
3.  Iн = 0,65 А;
4.  f = 20 кГц;
5.  Материал сердечника — феррит М2000НМ1;
6.  Тип сердечника — броневой сердечник Ш-типа;
7.  Bт = 0,2 Тл;
8.  ΔТ= 50°С.

1. Расчет трансформатора

Расчет трансформатора осуществляется в соответствии с методикой, предложенной в [1].

1.Выходная мощность трансформатора. Принимаем прямое падение напряжения на диодеUПР = 1 В для диодов с p-n-переходом:

        РH = (UВЫХ + k1UПР)⋅IH = (240 + 2⋅1)⋅0,65 = 157,3 Вт.

2.Сумма мощностей первичной и вторичной обмоток трансформатора РT при КПД трансформатора η = 0,98:

         384,3 ВА.[pic 2]

3.Произведение (SСSО)РАСЧ  определяется по формуле:

         = 1,143 см4,[pic 3][pic 4]

где         КИ = 0,4 – коэффициент использования окна;

        Кj= 534А/см2 – коэффициент плотности тока при перегреве ΔТ = 50 °С и

        коэффициенте у = –0,12.

4.Из справочных данных, содержащихся в табл.1, для феррита марки М2000НМ1 выбираем сердечник Ш8х8, предварительно подсчитав сечение окна SОСТ = l1⋅2h= 0,75⋅2,3 = 1,725 см2. Стандартное сечение сердечника должно быть больше расчетного: (SСSО)СТ = 1,725 см4• (SСSО)РАСЧ = 1,14см4.

Записываем его параметры из табл.1:

– эффективная площадь поперечного сечения SС = 0,692 см2;

– эффективный объем сердечника: VC = 5,2 см3;

– плотность феррита γ = 4,8 Г/см3.

На основе конструктивных размеров выбранного Ш-образного сердечника (табл.1) определяем его тепловую поверхность ST по формуле:

        ST=2⋅[2Н⋅(L+S)+4h⋅(S-l1)+S⋅(L+2l1)] =

        =2⋅[2⋅1,6⋅(3,2+0,8)+4⋅1,15⋅(0,8 – 0,75)+0,8⋅(3,2+2⋅0,75)] = 33,58 см2.

Обозначение размеров сердечника показано на рис.2 Приложения.

Средняя длина одного витка трансформатора lСРв при коэффициенте заполнения окна kЗ = 0,9: