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).

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

(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.