Обратноходовый импульсный преобразователь напряжения. Силовой ключ - биполярный / полевой транзистор. Ограничение, защита от перегрузок, большого тока. Демпферы. Диод. Стабилизация, обратная связь. Компенсация усилителя ошибки

Как сконструировать обратноходовый 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+)

Обратноходовый импульсный преобразователь напряжения. Расчет. Примеры схем - Шаг 2

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Силовой транзистор

Расчет силового транзистора (как полевого, так и биполярного) аналогичен расчету для инвертирующего преобразователя, за одним исключением:

[Максимальное напряжение коллектор - эмиттер VT2, В] = 1.3 * ([Максимальное входное напряжение, В] + [Обратное напряжение на дросселе L1, В])

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

коэффициент 1.3 обусловлен запасом, необходимым в связи с наличием паразитной индуктивности утечки между первичной и вторичной обмотками дросселя. Из-за этой индуктивности при запирании силового ключа наблюдается дополнительный всплеск напряжения, больший, чем расчетный. Величину этого всплеска рассчитать трудно. Нужно понимать, что запас в 30% может оказаться недостаточным. Окончательно определить необходимый запас лучше всего на этапе стендовых испытаний.

Защита по току

Под напряжением срабатывания защиты понимается напряжение на ноге 9, при котором контроллер выключает силовой ключ. Обычно это напряжение равно 1 В.

Трансформатор тока

Резистор R13 100 Ом.

[Количество витков обмотки L3] = 120 * ([Максимальная средняя сила тока через дроссель L1, А] + [Максимальная амплитуда пульсации тока через дроссель L1, А])

[Напряжение стабилизации стабилитрона VD5, В] = [Напряжение срабатывания защиты, В] * [Максимальный коэффициент заполнения] / (1 - [Максимальный коэффициент заполнения])

Выбирается стабилитрон с напряжением стабилизации, ближайшим большим, чем рассчитанное.

[Обратное напряжение диода VD3, В] = [Напряжение стабилизации стабилитрона VD5, В] + [Напряжение насыщения VD4, В]

[Обратное напряжение диода VD4, В] = [Напряжение срабатывания защиты, В] + [Напряжение насыщения VD3, В]

Токосчитывающий резистор

Если же мы остановились на установке резистора R7, то:

[Сопротивление резистора R7, Ом] = [Напряжение срабатывания защиты, В] / ([Максимальная средняя сила тока через дроссель L1, А] + [Максимальная амплитуда пульсации тока через дроссель L1, А]) / 1.2

[Мощность резистора R7, Вт] = [Напряжение срабатывания защиты, В] ^ 2 / [Сопротивление резистора R7, Ом]

Демпферы

Для надежного подавления импульсных помех демпфировать нужно все элементы, обладающие емкостью, соединенные с индуктивностями и в некоторые моменты пребывающие в закрытом состоянии. Это - транзисторы и диоды. В нашей схеме это - VT2, VD2, VD3, VD4, VD8. О том, как рассчитать демпфирующую цепочку, будет отдельная статья. Подпишитесь на новости, чтобы получить информацию о ее выходе.

Силовой диод

[Обратное напряжение диода VD2, В] = [Максимальное входное напряжение, В] * [Коэффициент трансформации] + [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] * [Обратное напряжение диода VD2, В] / [Коэффициент трансформации] / 2

Элементы обратной связи по напряжению

Выберем силу тока считывания равной 0.2 мА. Тогда:

[Сопротивление резистора R9, Ом] = ([Выходное напряжение, В] - [Напряжение насыщения диода VD7, 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.

[Усиление при разомкнутом контуре обратной связи на частоте выходного полюса (макс. нагрузка)] ≤ 2 * ПИ * ([Максимальное входное напряжение, В] / [Коэффициент трансформации])^2 * [Выходное напряжение, В] / (([Максимальное входное напряжение, В] / [Коэффициент трансформации] + [Выходное напряжение, В]) * [Размах напряжения для сравнения, В] * [Частота работы контроллера D1, Гц] * [Максимальная сила тока нагрузки, А] * [Индуктивность дросселя L1, Гн])

Дальнейший расчет аналогичен инвертирующей схеме.

(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. [1] сообщений.

(1) Можно ли рассчитать обратноходовый преобразователь, у которого на выходе будет мостовой выпрямитель на 250 В, а также умножитель на 4 или 3 с выходным напряжением 700 В (ток около 5-7 мА) - для питания ЭЛТ осциллографа? Точнее - для 250 В выпрямитель на одном диоде, а 700 В на умножителе. (2) А почему Вы ничего не говорите про демпфирующую цепь, включаемую параллельно Читать ответ...

Еще статьи

Микроконтроллеры - пример простейшей схемы, образец применения. Фузы (...
Самая первая Ваша схема на микро-контроллере. Простой пример. Что такой фузы?...

Трансформатор розжига, поджига. Запальный блок. Искра, искровой разряд...
Схема самодельного трансформатора розжига, источника искр для горелки и не тольк...

Микроконтроллеры. Составление программы. Инструменты проектирования сх...
Как и с помощью чего программировать и отлаживать микро-контроллеры, проектирова...

Фильтр подавления высокочастотных импульсных электромагнитных помех, и...
Фильтр подавления электромагнитных помех...

Повышающий импульсный источник питания. Онлайн расчет. Форма. Подавлен...
Как рассчитать повышающий импульсный преобразователь напряжения. Как подавить пу...

Пушпульный импульсный преобразователь напряжения, источник питания. Ко...
Как сконструировать пуш-пульный импульсный преобразователь. В каких ситуациях пр...

Пушпульный импульсный преобразователь напряжения, источник питания. Вы...
Как выбрать частоту работы контроллера и скважность для пуш-пульного преобразова...

Тиристорный выключатель, переключатель, коммутатор. Тиристор (тринисто...
Тиристор в переключательных схемах переменного тока. Схема твердотельного реле. ...