Расчет проводится по методике, изложенной в [4], на примере регулятора, который должен обеспечивать:
– номинальное напряжение на выходе , при коэффициенте пульсации не более %;
– номинальную мощность на нагрузке Вт, при диапазоне изменения входного напряжения от В до В.
Полагаем, что частота коммутации транзисторного ключа Гц.
В связи с тем, что в приложении 3 приводится программа расчета в системе MathCad , то при записи расчетных формул сохранена форма, аналогичная используемой в этой системе.
Вычисление проводится в следующей последовательности.
1. Средний ток на нагрузке и среднее значение входного напряжения
, А.
, В.
2. Диапазон изменения скважности q в режиме непрерывного тока дросселя
, .
, .
, .
3 . Индуктивность дросселя фильтра
, Гн .
4. Величина емкости конденсатора фильтра
Для определения емкости конденсатора фильтра С рассчитаем произведение LC
, ,
а затем определяем емкость конденсатора
, Ф.
Проверим , обеспечивают ли параметры фильтра С и L заданный уровень пульсации выходного напряжения
, В,
где Т – период коммутации схемы управления, равный
, с.
Следовательно, уровень пульсации выходного напряжения не превышает допустимого значения 2.2В.
По результатам расчета, учитывая максимальный уровень выходного напряжения, выбираем конденсатор типа К50-22 30 мкФ 160В.
5. При расчете и конструировании дросселя фильтра кроме его индуктивности L необходимо знать следующие параметры:
– максимальное значение тока
, А,
где - коэффициент кратности тока, который рассчитывается по формуле
, ;
– действующее значение тока
, А;
– максимальное значение напряжения
, В.
Для выбора транзисторного ключа и обратного диода VD определим значения токов и напряжений в этих элементах
– максимальное значение тока в ключе и на диоде
, А;
– среднее значение тока в ключе и диоде
, А;
, А;
– максимальное значение напряжения на ключе и диоде равны В.
С учетом частоты переключения, по этим данным выбираем в качестве ключа силовой IGBT транзистор IRG4PSC71UD фирмы International Rectifier .