Контрольная работа По дисциплине «Электропитание устройств и систем телекоммуникаций» Вариант – 75

Решение
Алгоритм выбора схемы преобразователя:
 Определяем максимальную выходную мощность преобразователя:
P_0=U_0∙I_(0 макс)=27∙6=162 Вт
 Определяем номинальное U_вх максимальное и минимальное значения входного напряжения преобразователя:
U_(вх макс)=√2∙U_с (1+a_макс+k_a/2),
U_(вх мин)=√2∙U_с (1-a_мин-k_a/2),
U_вх=√2∙U_с (1-k_a/2),
где: kа = (0,05…0,1) – абсолютный коэффициент пульсаций на выходе сетевого выпрямителя,
U_с=〖√3∙U〗_ф=√3∙36=62,35 В (т.к. p = 6)
U_(вх макс)=√2∙62,35(1+0,2+0,05/2)=108,02 В,
U_(вх мин)=√2∙62,35(1-0,2-0,05/2)=68,34 В,
U_вх=√2∙62,35(1-0,05/2)=85,97 В.
 По известным значениям Ро и Uвх с помощью графика (рис.10 [1]) выбираем схему преобразователя с учетом рекомендаций (п.2.2 [1]).
На рисунке 1а показана классическая схема однотактного преобразователя с прямым включением выпрямительного диода, а на рис. 2б- эпюры, поясняющие ее работу.
При открытом транзисторе VT1 напряжение Uвх оказывается приложенным к первичной обмотке трансформатора W1. Диод VD1 – открыт и энергия источника питания передаётся в нагрузку. На интервале закрытого состояния транзистора ток нагрузки поддерживается энергией, запасённой дросселем и конденсатором, а энергия, накопленная в магнитопроводе, с помощью обмотки Wp через диод VDp отдаётся в источник питания. Поскольку в установившемся режиме работы преобразователя энергия, запасённая трансформатором на интервале открытого состояния транзистора, должна быть полностью возвращена в источник питания, то максимальное значение относительной длительности открытого состояния транзистора γ_макс=t_u/T (где T, t_u - период работы и длительность открытого состояния транзистора) зависит от соотношения чисел витков обмоток W1 и Wр.
Чем шире пределы регулирования, тем больше значение gмакс и тем меньше должно быть число витков размагничивающей обмотки Wp. Уменьшение числа витков размагничивающей обмотки приводит к увеличению напряжения на закрытом транзисторе преобразователя: U_кэмакс=U_(вх макс) (1+W_1/W_p ). Так, при gмакс = 0,5 напряжение на закрытом транзисторе идеального преобразователя превышает входное напряжение в два раза, а при gмакс = 0,9 – в десять раз. Регулировочная характеристика идеального преобразователя носит линейный характер:
U_0=γ∙n_21∙U_вх, (1)
где n_21=W_2/W_1 - коэффициент трансформации.
Выражение (1) справедливо при условии непрерывности тока дросселя, которое имеет место, если индуктивность дросселя фильтра выше некоторой критической величины L>L_кр.
При заданной мощности в нагрузке Рвых импульсные токи через транзистор VT1 и диоды преобразователя в режиме прерывистых токов больше, чем в режиме непрерывных токов. Поэтому в маломощных источниках (до 400 Вт) режим непрерывных токов предпочтительнее.