Инвертирующий импульсный преобразователь напряжения. Силовой ключ - биполярный / полевой транзистор. Ограничение, защита от перегрузок, большого тока. Демпферы. Диод. Стабилизация, обратная связь. Компенсация усилителя ошибкиКак сконструировать инвертирующий импульсный источник питания. Как выбрать мощный транзистор, силовой диод. Как реализовать защиту от перегрузки по току. Применение токового трансформатора. Как рассчитать демпфирующие цепочки. Метод расчета цепей компенсации усилителя ошибки (10+) Инвертирующий импульсный стабилизатор напряжения. Проектирование. Расчет - Шаг 2 Расчет конденсаторов фильтра (C8, C9) совершенно аналогичен расчету для понижающего преобразователя. Силовой транзисторРасчет силового транзистора (как полевого, так и биполярного) тоже аналогичен расчету для понижающего преобразователя, за одним исключением:
[Максимальное напряжение коллектор - эмиттер VT2, В] = [Максимальное входное напряжение, В] + [Напряжение насыщения диода VD2, В] + [Выходное напряжение, В] Защита по токуЗащита по току, как в варианте с транзистором VT1, так и в варианте с токовым трансформатором, устроена и рассчитывается точно также, как в понижающем преобразователе. ДемпферыДемпфирующие элементы также считаем по формулам для понижающего преобразователя, за исключением: [Мощность резистора R12, Вт] = [Емкость конденсатора C10, Ф] * ([Максимальное входное напряжение, В] + [Выходное напряжение, В]) ^ 2 * [Частота работы контроллера D1, Гц] Силовой диод[Обратное напряжение диода VD2, В] = [Максимальное входное напряжение, В] + [Выходное напряжение, В] [Максимальная средняя сила тока через диод VD2, А] = [Максимальная сила тока нагрузки, А] Следующая формула дает довольно завышенную, но вполне приемлемую для большинства схем оценку. [Мощность диода VD2, Вт] = [Максимальная средняя сила тока через диод VD2, А] * [Напряжение насыщения диода VD2, В] + ([Максимальная средняя сила тока через дроссель L1, А] - [Максимальная амплитуда пульсации тока через дроссель L1, А]) * [Частота работы контроллера D1, Гц] * [Время рассасывания диода VD2, с] * ([Максимальное входное напряжение, В] + [Выходное напряжение, В]) / 2 Элементы обратной связи по напряжениюВыберем силу тока считывания равной 0.2 мА. Тогда: [Сопротивление резистора R9, Ом] = ([Выходное напряжение, В] - [Напряжение насыщения база - эмиттер VT5, В]) / 2E-4 А [Сопротивление резистора R11, Ом] = [Опорное напряжение, В] / 2E-4 А Опорное напряжение у нашей микросхемы D1 формируется на ножке 16 и составляет 5.1 В. [Частота выходного полюса (макс. нагрузка), Гц] = [Максимальная сила тока нагрузки, А] / (2 * ПИ * ([Емкость конденсатора C8, Ф] + [Емкость конденсатора C9, Ф]) * [Выходное напряжение, В]) [Усиление при разомкнутом контуре обратной связи на частоте выходного полюса (макс. нагрузка)] ≤ 2 * ПИ * [Максимальное входное напряжение, В]^2 * [Выходное напряжение, В] / (([Максимальное входное напряжение, В] + [Выходное напряжение, В]) * [Размах напряжения для сравнения, В] * [Частота работы контроллера D1, Гц] * [Максимальная сила тока нагрузки, А] * [Индуктивность дросселя L1, Гн]) Напряжение для сравнения подается на вывод 7 применяемой микросхемы. Его размах в такой схеме включения для этой микросхемы и большинства аналогичных около 3 В. Далее под усилением при разомкнутом контуре обратной связи на частоте выходного полюса (макс. нагрузка) мы будем понимать полученную оценку сверху. [Усиление при разомкнутом контуре обратной связи на частоте выходного полюса (макс. нагрузка), дб] = 20 * log10([Усиление при разомкнутом контуре обратной связи на частоте выходного полюса (макс. нагрузка)]) [Частота выходного полюса (мин. нагрузка), Гц] = [Минимальная сила тока нагрузки, А] / (2 * ПИ * ([Емкость конденсатора C8, Ф] + [Емкость конденсатора C9, Ф]) * [Выходное напряжение, В]) [Частота единичного усиления, Гц] = [Частота работы контроллера D1, Гц] / 5 [Усиление контура обратной связи на частоте единичного усиления, дб] = 20 * log10([Частота единичного усиления, Гц] / [Частота выходного полюса (макс. нагрузка), Гц]) - [Усиление при разомкнутом контуре обратной связи, дб] [Усиление контура обратной связи на частоте единичного усиления] = 10 ^ ([Усиление контура обратной связи на частоте единичного усиления, дб] / 20) [Емкость конденсатора C2, Ф] = 1 / (2 * ПИ * [Частота единичного усиления, Гц] * [Сопротивление резистора R9, Ом] * [Усиление контура обратной связи на частоте единичного усиления]) [Сопротивление резистора R2, Ом] = [Сопротивление резистора R9, Ом] * [Усиление контура обратной связи на частоте единичного усиления] [Емкость конденсатора C3, Ф] = 1 / (2 * ПИ * [Сопротивление резистора R2, Ом] * [Частота выходного полюса (мин. нагрузка), Гц]) В формулах фигурирует минимальный ток нагрузки. Это не значит, что устройство не будет работать при меньшем токе, но качество выходного напряжения (стабильность, уровень пульсаций, время установления) будет хуже. 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! Еще статьи Простой импульсный прямоходовый преобразователь напряжения. 5 - 12 вол... Резонансный инвертор, преобразователь напряжения повышающий. Схема, ко... Пушпульный двухтактный импульсный стабилизированный преобразователь на... Пушпульный импульсный источник питания. Онлайн расчет. Форма. Подавлен... Лабораторный импульсный автотрансформатор, латр. Схема, конструкция, у... Светомузыка, светомузыкальная приставка своими руками. Схема, конструк... Резонансный инвертор, преобразователь напряжения повышающий. Принцип р... Искровой запал, трансформатор розжига, поджига. Запальный блок. Источн... Оглавление статьи Преимущества, недостатки, применимость Проектирование инвертирующего преобразователя Выбор частоты работы контроллера Максимально допустимый коэффициент заполнения и индуктивность дросселя Емкость выходного конденсатора Элементы обратной связи по напряжению |