Онлайн расчет схемы защиты (активного ограничителя) силового ключа от высокого напряжения самоиндукции

Проектирование защитной схемы силового транзистора импульсного источника питания, преобразователя напряжения (10+)

Защита силового ключа от перенапряжения - онлайн расчет

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Формулы

Схема простая, содержит минимум деталей, но ее расчет сопряжен с серьезными проблемами. Приведенные ниже формулы приблизительные. Их применение дает значения номиналов элементов со значительным запасом.

Для расчета прежде всего нужно определить:

  • максимально допустимое напряжение на силовых транзисторах (Umax),
  • среднюю силу тока, который нужно отводить (Iout),
  • время, за которое должен происходить сброс напряжения (t).

Вашему вниманию подборки материалов:

Конструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Максимально допустимое напряжение на силовых ключах в пушпулной топологии выбирается 2.5 - 3 напряжения питания. Меньше его выбирать нельзя, а больше обычно нет смысла. В прямоходовой и обратноходовой топологиях напряжение на ключах рассчитывается при проектировании. Как это делать, описано в описании расчета этих схем, (ссылки выше).

Средняя сила тока рассчитывается исходя из того, что отводимая мощность может составлять 10% - 20% от мощности нагрузки. Мы будем считать по следующей формуле:

[Средняя сила тока, который нужно отводить (Iout), А] = [Максимальная мощность преобразователя, Вт] / ([Umax, В] - [Напряжение питания, В]) * [Доля мощности нагрузки, которую нужно отводить, %] / 100

Время сброса берется обычно 20 - 50 мкс.

Резисторы R1, R2 - 100 Ом. Эти резисторы нужно подбирать, чтобы транзистор надежно открывался и надежно закрывался.

Транзистор VT1 - Любой p-n-p транзистор рассчитанный на Umax и Iout.

Стабилитрон VD4 - на напряжение Umax минус напряжение насыщения перехода база - эмиттер VT1. Мощность 1 Вт.

Диод VD3 - быстродействующий диод, рассчитанный на напряжение Umax и средний ток Iout

[Максимальный ток через дроссель L1, А] = [Iout, А] * 5

[Индуктивность дросселя L1, мкГн] = [t, мкс] * ([Umax, В] - [Напряжение питания, В]) / [Максимальный ток через дроссель L1, А]

Подробно расчет дросселя заданной индуктивности и силы тока.

Выбираем конденсатор так, чтобы ток Iout зарядил этот конденсатор за время t на 2 В.

[Емкость конденсатора C1, мкФ] = [t, мкс] * [Iout, А] / 2В

Количество витков L2 выберем так, чтобы на выходе этой обмотки было 10 В.

[Количество витков L2] = 10В * [Количество витков L1] / ([Umax, В] - [Напряжение питания, В])

L2 мотается проводом 0.25

[Сопротивление резистора R3, Ом] = 10В * [Коэффициент передачи тока VT1] * 2 / [Максимальный ток через дроссель L1, А]

Формула выводится из того, что нужно обеспечить ток, который введет транзистор в насыщение. Мы берем двойной запас по току, отсюда двойка в формуле.

Расчет онлайн


Максимально допустимое напряжение на силовых транзисторах (Umax), В
Напряжение питания, В
Максимальная мощность преобразователя, Вт
Время, за которое должен происходить сброс напряжения (t), мкс
Коэффициент передачи тока VT1
Доля мощности нагрузки, которую нужно отводить, %
Для расчета дросселя L1
Ширина зуба сердечника L1, мм
Толщина сердечника L1, мм
Высота окна сердечника L1, мм
Ширина окна сердечника L1, мм
Максимальная допустимая индукция в дросселе L1, Тл
Результаты расчета
Средняя сила тока, который нужно отводить (Iout), А
1.5
Емкость конденсатора C1, мкФ
15
Сопротивление резистора R3, Ом
80
Дроссель
Максимальный ток через дроссель L1, А
7.5
Индуктивность дросселя L1, мкГн
80
Количество витков L1
40
Зазор в сердечнике L1, мм
2.514
Число проводов в жгуте обмотки L1
6
Диаметр одного провода в жгуте обмотки L1, мм
0.25
Количество витков L2
13.333333333333
 
Совет! Сохраните адрес этой страницы в избранном. Возможно, Вам понадобится повторить расчет.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

 

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Еще статьи

Магнитный усилитель - схема, принцип действия, особенности работы, уст...
Как устроен и работает магнитный усилитель. Схема. ...

Преобразователь однофазного в трехфазное. Конвертер одной фазы в три. ...
Схема преобразователя однофазного напряжения в трехфазное....

Искровой запал, трансформатор розжига, поджига. Запальный блок. Источн...
Как сделать запальный блок с питанием от 12 вольт. Схема, принцип действия, инст...

Резонансный инвертор, преобразователь напряжения повышающий. Схема, ко...
Инвертор 12/24 в 300. Резонансная схема....

Прямоходовый однотактный импульсный источник питания. Онлайн расчет. Ф...
Как рассчитать прямоходовый импульсный преобразователь напряжения...

Изготовление дросселя, катушки индуктивности своими руками, самому, са...
Расчет и изготовление катушки индуктивности, дросселя. Типовые электронные схемы...

Простой импульсный прямоходовый преобразователь напряжения. 5 - 12 вол...
Схема простого преобразователя напряжения для питания операционного усилителя....

Резонансный фильтр, преобразователь меандр - синус, синусоида. Отзыв, ...
Практический опыт повторения конструкции преобразователя меандра в синусоиду на ...