Максимальный ток первичной обмотки , А:
(6.1)
Действующее значение тока обмотки , А:
(6.2)
Коэффициент трансформации силового трансформатора:
(6.3)
Действующее значение тока вторичной обмотки и диода VDв, А:
(6.4)
Индуктивность первичной обмотки трансформатора TV, мГн:
(6.5)
Найдем индуктивность первичной обмотки:
Определяем число витков первичной обмотки . Из данных приложения 1 {1} предварительно выбираем магнитопровод . Для него средняя длина силовой линии , площадь поперечного сечения сердечника , магнитная проницаемость :
(6.6)
Полученный результат следует округлить до ближайшего целого и желательно четного числа, поэтому .
Приращение магнитной индукции в сердечнике магнитопровода за время действия импульса тока первичной обмотки, Тл:
(6.7)
Индукция насыщения материала сердечника МП140 равна . Она больше, чем рассчитанное приращение , поэтому можно сделать вывод о том, что типоразмер магнитопровода выбран верно. В противном случае нам бы требовалось выбирать магнитопровод с меньшей магнитной проницаемостью и пересчитывать число витков.
Определяем коэффициент трансформации обмотки питания схемы управления по отношению к обмотке :
, (6.8)
где напряжение питания
Определяем число витков обмоток трансформатора TV, витков:
(6.9)
Выбираем .
(6.10)
Выбираем .
Определяем диаметр проводов обмоток и потери мощности в обмотках трансформатора.
Для уменьшения индуктивности рассеяния необходимо равномерное распределение обмоток по поверхности тороидального магнитопровода и расположение их друг над другом с минимальным расстоянием. Т.е. толщина изоляции между обмотками должна быть минимальной. В данном случае обмотку наматывают первой и далее наматывают обмотку .
Диаметр провода с изоляцией определяем исходя из условия расположения обмотки виток к витку по внутренней окружности сердечника в один слой, мм:
, (6.11)
где - внутренний диаметр выбранного сердечника магнитопровода, геометрические и электрические параметры тороидальных магнитопровода типа МП приведены в приложении 1 {1}.
Справочные данные по обмоточным проводам приведены в приложении 3 {1}, откуда выбираем провод ПЭТВ-2-0,55. Его диаметр без изоляции равен , сечение провода , а сопротивление 1м провода (погонное сопротивление)- .
Определяем плотность тока в проводе обмотки , А/мм2:
(6.12)
,
что вполне удовлетворяет требуемым нормам: .
Длина провода первичной обмотки, мм:
(6.13)
,
т.е. длина провода первичной обмотки .
Потери мощности в проводе обмотки , Вт:
(6.14)
Потерями мощности можно пренебречь.
Диаметр провода без изоляции вторичной обмотки, мм:
(6.15)
Из данных таблицы приложения 3 {1} выбираем провод ПЭТВ-0,62. Его диаметр без изоляции равен , поперечное сечение , а погонное сопротивление .
С учётом наличия на сердечнике обмотки и межобмоточной изоляции длина провода вторичной обмотки :
(6.16)
,
т.е. длина провода вторичной обмотки .
Потери мощности в проводе вторичной обмотки, Вт
(6.17)
Т.к. ток, протекающий по обмотке , не превышает 10…20 миллиампер, т.е. весьма мал, то для нее из таблицы 3 приложения 3 {1} выбираем провод ПЭТВ-2-0,1 и расчёта потерь мощности не делаем.
На этапе расчета потери мощности считаются равными потерями в проводах обмоток, т.е. полные потери мощности в трансформаторе равны, Вт:
(6.18)
Потери мощности в трансформаторе, Вт:
Действующее значение тока стока транзистора равно току первичной обмотки : . Максимум напряжения сток-исток транзистора будет иметь место непосредственно после его запирания, Вт:
, (7.1)
где -напряжение, вызванное накоплением тока в индуктивности рассеяния обмоток TV. На предварительном этапе расчета принимается: .
На основании расчетов и в соответствии с приложением 4 {1} выбираем транзистор 2П803А.
Статические потери мощности в транзисторе составляют, Вт:
, (7.2)
где - сопротивление транзистора VTs в открытом состоянии;
- максимальная температура перехода транзистора;
- максимальная температура окружающей среды, задана в задании.
Вычислим статические потери мощности в транзисторе, Вт:
Поскольку рассчитываемый преобразователь предназначен для работы в режиме ПТ, то коммутационными потерями мощности, вызванные наличием импульса тока можно пренебречь.
Потери мощности при включении транзистора VTs зависят от времени спада тока стока , которое, в свою очередь, определяется временными и амплитудными параметрами сигнала , формируемого схемой управления. Практически для выбранной элементной базы можно принять, что .
Ориентировочно потери мощности при включении транзистора VTs определяются, Вт:
(7.3)
Суммарная мощность, рассеиваемая транзистором VTs, Вт:
(7.4)