Расчёт регулировочной характеристики

Для построения идеальной регулировочной характеристики достаточно рассчитать две точки, т.к. в идеальном случае РХ является линейной функцией.

Регулировочной характеристикой является зависимость выходного напряжения от относительного коэффициента заполнения импульса:

(7)

Найдём зависимости и , зная, что :

	(8)
где – максимальный коэффициент заполнения импульса.
	(9)
где – минимальный коэффициент заполнения импульса.
	(10)
	(11)

Рис. 1 Идеальная регулировочная характеристика
Для уточнения регулировочной характеристики необходимо найти коэффициент заполнения импульса с учетом потерь:

	(12)
	(13)
	(14)
	(15)

Теперь, зная K_пот, уточняем регулировочную характеристику:

	(16)
	(17)
	(18)
	(19)

Рис.2 Регулировочная характеристика, уточненная с учётом потерь

Энергетический расчет преобразователя напряжения и выбор частоты преобразования

Сопротивление нагрузки:

(12)

Эквивалентное сопротивление потерь рассчитаем так:

	(13)
	(14)
	(15)

Потери в системе определяются динамической и статической составляющими:

(16)

Выбор частоты коммутации будет осуществляться исходя из условия:

(17)

Исходя из заданного коэффициента использования, находим напряжения на первичной и вторичной обмотках и выбираем транзисторы и диоды.

Напряжение на транзисторах в закрытом состоянии:

(18)

Напряжение на диодах:

(19)

Выбираем транзисторы: IRFP150N

Основные параметры:

Выбираем диоды: CSD10060

Основные параметры:

Динамические потери с учётом числа элементов находим так:

	(20)
	(21)
	(22)

3 Расчёт КПД системы. Уточнение с учётом КПД

Находим статические потери:

	(23)
	(24)
	(25)
	(26)

КПД:

(27)

Подбираем таким образом, чтобы КПД был выше требуемого. В результате получаем, что для обеспечения КПД , частота сопряжения должна быть:

Расчёт параметров пассивных компонентов

Расчёт индуктивности дросселя:

	(28)
	(29)
	(31)
	(32)
	(33)
	(34)

С помощью MathCAD вычисляем индуктивность катушки:

Расчёт емкости конденсатора производится из условия необходимого коэффициента подавления :

(35)

где U₁ – амплитуда первой гармоники на входе фильтра. Чтобы её рассчитать, разложим входной сигнал в ряд Фурье. Для этого воспользуемся пакетом Micro-Cap.

Рис.3 Заданный прямоугольный импульс

Рис.4 Разложение прямоугольного импульса с амплитудой 711 В в ряд Фурье.

Напряжение пульсаций :

(36)

Подставляем найденные значения в (35) и находим коэффициент подавления :

Найдём емкость фильтра через его АЧХ:

Рис.5 Принципиальная схема LC-фильтра.

Передаточная функция LC-фильтра :

(37)

Используя MathCAD, решаем уравнение:

(38)

где – циклическая частота коммутации, .

Емкость конденсатора: