1.5.1. Електричний розрахунок схеми зарядного пристрою.

          За базову схему для зарядного пристрою візьмемо схему однотактного зворотно ходового перетворювача напруги.

Рис. 1.5.1 Принципова схема зарядного пристрою.

Це доцільно тим, що потрібно відносно невелику потужність Рвих.=100Вт для того, щоб заряджати акумулятори. Також ця схема приваблива простотою та дешевизною, порівняно з такими схемами як півмостова чи прямоходова. Скористаємося методикою розрахунку представленою в [5].

     Вихідні дані для розрахунків.                                                      Таблиця 1.5.1.                                                                        

Розрахуємо характеристики вхідного діодного моста та конденсатора.

       Максимальна вхідна потужність:

 ;

       Знайдемо максимальне значення струму через діод ний міст VD1:

;

       Розрахуємо максимальне значення напруги на діодному мосту:

;

       Знайдемо параметри вхідного конденсатора C6:

;

,

       де: VDCminPK мінімальне амплітудне значення вхідної напруги, VDCmin мінімальне значення вхідної напруги з урахуванням пульсацій.

       Знайдемо час розряду конденсатора C6 за половину періоду:

;

       Розрахуємо потужність, що береться з конденсатора за час розряду:

;

       Знайдемо мінімальне значення ємності C6:

;

Розрахунок трансформатора T2

       Знайдемо максимальний струм через первинну обмотку трансформатора T2:

,

       де Dmax=0,5, скважність імпульсів на первинній обмотці.

       Розрахуємо максимальний струм через демпферний діод VD7:

;

       Визначимо початкову індуктивність первинної обмотки при максимальному циклі:

;

       Виберемо тип осердя трансформатора з продукції фірми Epcos. Вибираємо осердя : E3211619

    Параметри осердя .                                                                           Таблиця 1.5.2.

Знайдемо кількість витків первинної обмотки :

,

Приймаємо Np рівним 24 витки.

       Визначимо кількість витків вторинної обмотки :

,

де: VFDiode спад напруги на діоді. Візьмемо NS=4 витки.

       Знайдемо кількість витків додаткової обмотки :

;

Приймаємо NAUX=4 витки.

       Розрахуємо реальну індуктивність первинної обмотки:

;

       Знайдемо максимальний реальний струм через первинну обмотку T2 :

;

       Вирахуємо максимальну реальну індукцію трансформатора:

, B<Bmax ;

       Знайдемо площу перерізу з урахуванням кількості витків обмотки Np:

;

Конструкція трансформатора для осердя E3211619:

       З таблиці даних осердя E3211619 : BWmax=20,1мм – максимальне значення ширина обмотки з осердям ; М=4мм мінімальна рекомендована значення ширини обмотки з осердям.

       Визначимо ефективне значення ширини обмотки з осердям:

,

       Вибираємо коефіцієнт заповнення вікна трансформатора обмотками :

Первинна – 0,5

Вторинна – 0,45

Допоміжна – 0,05

       Коефіцієнт заповнення міді з таблиці даних осердя : fCu=0,2…0,4. Виберемо fCu=0,3:

       Розрахуємо площу перерізу провідника первинної обмотки T1:

;

       Приймаємо діаметр проводу для первинної обмотки dP=0.64мм (22 AWG)

Розрахуємо площу перерізу провідника вторинної обмотки T1:

.

Приймаємо діаметр провідника dS=2×0,8 мм (2×20 AWG).

       Розрахуємо площу перерізу провідника додаткової обмотки:

Приймаємо діаметр провідника dAUX=0,64мм (22 AWG).

Розрахуємо параметри вихідного діода VD11.

Визначимо максимальну зворотню напругу на діоді:

;

       Визначимо максимальний імпульсний прямий струм через діод:

;

       Визначимо максимальний імпульсний прямий струм через діод з урахуванням коефіцієнта заповнення:

;

Розрахуємо параметри вихідного конденсатора С36.

       Максимальна імпульсна нестабільність вихідної напруги напруги Vout=0,5В, при кількості періодів тактової частоти : ncp=5.

       Визначимо максимальний вихідний струм:

;

       Мінімальна ємність конденсатора C36  дорівнюватиме :

;

Вибираємо конденсатор на 2200мкФ – 25В.

Розрахунок демпферної ланки : C23,R26,VD7

       Знайдемо напругу на демпферні ланці:

,

де V(BR)DSS – максимально допустима напруга втік-витік транзистора.

       Для розрахунку демпферної ланки необхідно знати індуктивність розсіювання (LLK) первинної обмотки, котра дуже сильно залежить від конструкції трансформатора. Тому приймемо значення індуктивності розсіювання на рівні 5% від первинної обмотки.

.

       Знайдемо ємність конденсатора C23 демпферної ланки:

.

Приймаємо С23=470пФ.

       Знайдемо опір резистора демпферної ланки R26:

.

       Приймаємо R26=1,2кОм.

Розрахунок втрат

       Визначимо втрати на діоді VD1:

;

       Визначимо опір первинної обмотки:

;

       Визначимо опір первинної обмотки:

       ,

де: з довідника питомий опір міді P100=0,0172Ом×мм2/м.

       Визначимо втрати в міді в первинній обмотці:

;

       Визначимо втрати в міді в вторинній обмотці:

;

       Знайдемо сумарні втрати в первинній та вторинній обмотках трансформатора:

;

       Обчислимо втрати на вихідному діоді VD11 :

;

Втрати на силовому транзисторі

       З таблиці характеристик транзистора маємо: C0=50пФ – вихідна ємність втік-витік транзистора;  RDSon=1,6Ом (150 С0) – вихідний опір втік-витік транзистора.

       Розрахунок проведемо при вхідній напрузі VDCmin=110В;

       Знайдемо втрати при включенні транзистора:

,

де f=100кГц – робоча частота перетворювача.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22