КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Примеры задач до темы лекции 21Вопросы для самопроверки 1 В чем достоинство ключевого режима работы регулирующего транзистора? 2 В чем особенность принципа работы импульсного стабилизатора напряжения? 3 Нарисуйте обобщенную структурную схему ИСН. 4 В чем отличие ШИМ от ЧИМ и от релейного регулирования? 5 Поясните на временных диаграммах принцип стабилизации напряжения в ИСН с применением ШИМ. 6 Назовите основные типы силовых каскадов, которые используются в ИСН.
7 Нарисуйте схему понижающего импульсного стабилизатора напряжения и поясните принцип его работы. 8 Нарисуйте схему повышающего импульсного стабилизатора напряжения и поясните принцип его работы. 9 Нарисуйте схему инвертирующего импульсного стабилизатора напряжения и поясните принцип его работы. 10 Назовите достоинства и недостатки импульсных стабилизаторов напряжения.
Задача 1 Требуется обеспечить стабилизированное напряжение 5 В при токе 5А и амплитуде пульсаций не более 30 мВ. Нестабилизированное входное напряжение равно 10 В. Частота коммутации ключа импульсного стабилизатора (рисунок 2.57) составляет 100 кГц. Решение: 1Выберем отношение максимального значения тока дросселя к нагрузочному току α = (1,1….1,2).
2 Величина индуктивности дросселя равна
L =[ RL ∙ (1 – Uвых/Uвх)] / [2 f (α - 1) ],
L = [ 1∙ (1 – 5/10)] / [2∙ 100 ∙103(1,1 - 1) ] = 25∙ 10-3 Гн.
где RL = Uвых / Iвых = 5/5 = 1 Ом.
3 Минимально необходимая величина емкости конденсатора
∆Uвых = Uвых ∙(1 – Uвых / Uвх) / 8∙ L ∙С ∙f2,
С = 5 ∙(1 – 5 / 10) /8∙ 25∙ 10-3 (100 103)2 30 10-3 = 330 мкФ
Выбираем оксидный (электролитический) конденсатор (например, типа К50-38) емкостью 470 мкФ на напряжение 6.3 В имеет весьма малые массу и габариты. Однако допустимый уровень пульсаций напряжения на указанной частоте для него составляет всего 10 мВ. В то же время согласно паспортным данным полное сопротивление такого конденсатора на частоте 100 кГц - z = 0.7 Ом Поэтому, как показывает расчет, действительная амплитуда пульсаций напряжения на оксидном конденсаторе превышает 200 мВ. Необходимая емкость оксидного конденсатора в таком случае составит не менее 6800 мкФ. Возьмем керамический конденсатор (например, батарею из 22 конденсаторов типа К10-47 на 15 мкФ, 16 В). Реактивная мощность каждого из конденсаторов батареи, по паспортным данным, не должна превышать 0.025 вар. В условиях данного примера реактивная мощность на каждом конденсаторе: Qc = [ (∆Uвых)2∙ π∙fс ]/4
Qc = [(30 10-3 )2∙ 3,14 ∙ 100 103 ] /4 = 0.00105 вар, т. е. не превышает допустимую. Масса, габариты и стоимость такой батареи конденсаторов, однако выше, чем оксидного конденсатора на 6800 мкФ. Задача 2 Требуется обеспечить стабилизированное напряжение 5 В при токе 0,5А и амплитуде пульсаций не более 10 мВ. Нестабилизированное входное напряжение равно 3 В. Частота коммутации ключа импульсного стабилизатора (рисунок 2.58) составляет 100 кГц. Решение: 1 Максимальная выходная мощность равна
Р вых = Uвых∙Iвых,
Р вых = 5∙ 0,5 = 2,5 Вт
2 Входная мощность стабилизатора равна
Р вх = Р вых / η,
Р вх = 2,5 / 0,8 = 3,125 Вт
где типичный коэффициент полезного действия выбираем из таблицы 2.1 для повышающего стабилизатора и который равен η =0,8 ().
Таблица 2.1. Сравнение топологий импульсных источников питания с ШИМ
3 Среднее значение входного тока равно
Iвх. Ср. = Р вх / U вх,
Iвх. Ср = 3.125 / 3 = 1,04 А
4 Входной максимальный ток равен Iвх.макс. = κ∙ Р вых / U вх, Iвх.макс = 5,5 ∙2,5 / 3 = 4,6 А.
где к= 1,4 — для понижающих, полупрямоходовых и полномостовых преобразователей; к = 2,8 — для полумостовых и прямоходовых преобразователей; к = 5,5 — для повышающих, инвертирующих и обратноходовых преобразователей.
5 Напряжение коллектор – эмиттер транзистора равно
Uкэо = Uвых = 3 В
6 Коллекторный ток транзистора равен
Iк = 2Рвых/Uвх,
Iк = 2 2,5 / 3 = 1.67 А
Выбираем транзистор типа КТ 823 -1, с предельными параметрами Iк.макс.=2 А, Uкэ = 45 В, Рк.макс. = 20 Вт. 7 Выпрямительный диод Uпр.= 5 В, Iпр. = 0,5 А. Выбираем диод типа Шотки КД289АС с параметрами Uобр. макс = 25 В, Iпр. = 1 А.
Таблица 2.2. Оценка значимых минимальных параметров мощных полупроводниковых приборов
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 228; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |