Расчет элементов схемы

Зададимся Tшим=10мкс; t_{u max}=9.5мкс.

Найдём минимальное сопротивление нагрузки Rн: .

Рассчитаем величину ёмкости выходного конденсатора: , где ∆I_L-величина пульсаций тока в индуктивности, ∆I_L=(0.2—0.3) ∆I_НМАХ, выберем ∆I_L, равный 2А. Тогда Найдём величину допустимой

ESR нашей ёмкости: Определяющим при выборе конденсатора в нашем случае является его ESR, значение ёмкости выберем наиболее близким к рассчитанной. Выберем конденсатор фирмы epcos, серии В41858, С=220мкФ,ESR=0.099Ом, допустимое напряжение=100В.

Найдём максимальную величину коэффициента заполнения γ:

Найдём коэффициент трансформации:

Рассчитаем трансформатор нашей схемы:

К_з- коэффициент заполнения медью =Sмеди/Sокна=(0.2—0.3),мы выберем 0.2.

Плотность тока j выберем равной 5 (А/мм²).

Площадь меди первичной полуобмотки S1=I1/j, где I1-максимальное действующее значение тока первичной полуобмотки.

, - найдём как площадь квадрата тока в первичной полуобмотки за период Т. . S1=2.18/5=0.436 мм² .

, - найдём как площадь квадрата тока во вторичной полуобмотки за период Т. . S2=I2/j=6.98/5=1.396 мм² .

.

Выберем сердечник: R25.3*14.8*20,Sсер =102.5 мм² .

Sокна*Sсер=171.9*102.5=1.762*10⁴мм².

1.762*10⁴мм²>1.44*10⁴ мм², значит сердечник подходящий.

Число витков первичной полуобмотки:

.

W21=W11/n=14/2.64=6 витков. Найдём коэффициент трансформации n=14/6=2.33

Выберем провод вторичной обмотки: при частоте во вторичной обмотке в 100кГц получим: δ=0,2мм-глубина проникновения магнитного потока; d провода=2*δ=0,4мм. Sпров=(π/4)* (d провода)²=0,125 мм² .

Выберем провод первичной обмотки: при частоте в первичной обмотке в 50кГц получим , d провода=2*δ=0.6мм, Sпров=0.283 мм² .

Марку провода выберем ПЭТВ-2.

Рассчитаем величину индуктивности L1:

Величину индуктивности найдём из выражения , где γ - коэффициент заполнения импульсов, ,

U_ПРVD-прямое падение напряжения на диоде.

Коэффициент заполнения Кз для дросселей примем равным 0.3.

Выберем сердечник для дросселя: В нашем случае нам понадобится сердечник с зазором δ. . I2max-максимальное значение тока через дроссель, равное Iнmax+∆I_L=10+2=12А.

,где I2-действующее значение тока через дроссель. Выберем сердечник RM10 с зазором δ фирмы epcos, Sокна*Sсер=98*39=3822 мм⁴ , Sсер=98 мм²

3822 мм² >3618.4 мм², значит размеры сердечника нам подходят. Найдём число витков: .

Найдём требуемую величину зазора:

Выберем из справочника зазор, равный 0.44мм.

Рассчитаем элементы обвязки ШИМ контроллера UC3825A.

Элементы, подключенные к выводам 5 и 6 микроконтроллера задают величину «мертвого времени» и максимального коэффициента заполнения импульсов. Вначале определим величину сопротивления резистора, подключенного к выводу 5:

Затем определим величину ёмкости конденсатора, подключенного к выводу 6:

Выберем диоды VD1 и VD2: I_VD1СР= I_VD2СР=Iнmax*γmax=10*0.95=9.5А.

Uобрmax=2Uвхmax/n=62В. Выберем диоды марки КД522А со следующими параметрами: Максимальное постоянное обратное напряжение-75В, Максимальный средний прямой ток-10А. Максимальный пиковый ток(одиночный импульс,10мкс синусоидальный,6мкс прямоугольный)-150А.

Выберем транзисторы в первичной цепи преобразователя: Umax=2*Uвхmax=2*72=144В, Imax=Iн/n=10/2.64=3.79А. Выберем транзисторы модели IRF3315SPBF, n-канальные, со следующими параметрами: Максимальное напряжение сток-исток Uси-150В, Максимальный ток сток-исток при 25 С Iси макс-21А.