Расчёт силового трансформатора TV

4 5 6 7 8 9 10

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 VD_в, 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 VT_s 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 VT_s 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 .