Проектирование системы управления широтно-импульсным преобразователем
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ся высоким импульсным током буферного каскада, что выполнено для минимизации встречной проводимости драйвера. Задержка при распространении сигналов согласована для применения в высокочастотных приложениях. Выходной канал может быть использован для управления N-канальным силовым МОП-транзистором или IGBT-транзистором с напряжением питания верхнего уровня до 500В или до 1200В.
6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СУ СПП
6.1 Расчет генератора высокочастотных импульсов
Рисунок 11 - Электрическая схема ГВИ
Период импульсов найдем по формуле
,
где - частота коммутации ШИП.
.
Принимаем, что R8=1,2кОм, R9=1,0кОм, С6=0,1мкФ, тогда сопротивление R6 найдем по формуле
,
где - длительность импульса, .
.
Сопротивление R7 найдем по формуле
,
где - длительность интервала паузы,
.
.
Тогда окончательно принимаем , .
Рассчитаем токи, протекающие через диоды VD6 и VD7, они будут иметь значения:
где - напряжение ГВИ, .
Рассчитаем мощности резисторов и по формуле
,(6.1)
,
.
Определи ток, протекающий через резисторы и по формуле
,
.
Тогда определим их мощности
,
.
Тогда окончательно выбираем:- МЛТ- 0,5 - 420 Ом5%,- МЛТ- 0,125 - 1,1 кОм5%,- МЛТ- 0,125 - 1,2 кОм5%,- МЛТ- 0,125 - 1,0 кОм5%,, VD7 - диоды Д206 с параметрами: Iпр=0,1 A, Uобр=100 В,
С6 - КМ-6 - 50В-0,1 мкФ5%.
6.2 Расчет генератора пилообразного напряжения (ГПН)
ГПН с опорным пилообразным напряжением представляет собой интегратор со сбросом. Принципиальная электрическая схема такого ГПН имеет вид:
Рисунок 12 - Электрическая схема ГПН
График работы такого ГПН будет иметь вид:
Рисунок 13 - Вид развертываемого пилообразного напряжения
Принимаем .
;
.
Т. к. при то
,
.
Зададим , тогда
.
Принимаем .
Принимаем , тогда
Рассчитываем мощности резисторов по формуле (6.1):
Таким образом, окончательно выбираем:
С7 - К73-17-250В-0,1мкФ10%,, R11, R12 - МЛТ-0,125-2,25кОм10%.
Транзистор VT2 выбираем по условиям:
,(6.2)
где - , .
Ток коллектора равен току разряда конденсатора С7:
Считая, что разряд конденсатора С7 происходит при постоянном токе, имеем
С учетом , по условию (6.2) имеем:
.
Выбираем [сайт dialelectrolux.ru] транзистор BC848C со следующими параметрами:кэmax= 30 Вкmax= 100 мА
b= 20...60.
Ток базы транзистора VT2 будет равен
Тогда R13 определится по формуле
Принимаем R13=12кОм, тогда определим мощность по формуле (6.1)
Выбираем R13 - МЛТ-0,125-12кОм10%.
6.3 Расчет компаратора
Рисунок 14 - Электрическая схема компаратора
Т.к. и скважность изменяется в пределах: , тогда напряжение управления будет изменяться в пределах:
Сопротивления R14 и R15 служат для ограничения входных токов операционного усилителя. Принимаем , R15 - МЛТ-0,125-20кОм10%.
Чтобы сформировать Uy возьмём потенциометр на R17=1,8кОм (RKT-3540S-1,8-102-R, прецизионный многооборотный переменный резистор 1,8 кОм) и резистор R18=0,2кОм, чтобы на нем постоянно было напряжение 1В, а на резисторе R17 напряжение менялось от 1В до 10В. - МЛТ-0,125-0,2кОм5%.
Резистор R16 рассчитаем по формуле:
R16 - МЛТ - 0,125 - 26кОм10%,-RKT-3540S-1,8-102-R [сайт pribor-systems.ru].
Расчет драйвера.
Рисунок 15 - Схема подключения драйвера
Расчет и выбор драйвера, осуществляющего ШИМ для управления IGBT модулями, будем выполнять исходя из следующих условий:
максимальный выходной ток должен быть равным или превышать входной ток затвора;
обеспечение достаточной выходной мощности.
Определим ток в цепи затвора
где - полный уровень напряжения управления, т. е.
означает 12-20В на выходе контроллера;
- сопротивление цепи затвора,
Вычислим также необходимую мощность драйвера
,
где - максимальная частота коммутации IGBT модуля;
- заряд затвора IGBT модуля, ;
С учетом всех расчетов выбираем контроллер ШИМ IR2213 мощностью 200мВт и максимальным током 1.6А.
В спецификации драйвера указаны рекомендуемые параметры для конденсаторов С9-14:
С9, С12, С14=10мкФ;
С10, С11=0.1мкФ;=0,001мкФ;
Окончательно выбираем конденсаторы для драйвера [chipdip.ru]:
С9, С12, С14: К73 - 16 - 10мкФ - 100В5-10%
С10, С11: К73 - 17 - 0.1мкФ - 250В5%:К73 - 17 - 0.01мкФ - 630В5%
По техническим данным выходной ток драйвера не должен превышать 0,15мкА. Напряжение выходного импульса микросхемы-6,5В.
Мощность рассеиваемая на резисторе будет равна:
Выбираем R20[chipdip.ru]: С1-4 - 0.25 Вт - 43 кОм5%
7. СОСТАВЛЕНИЕ ПОЛНОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ППЭЭ И ПЕРЕЧНЯ ЭЛЕМЕНТОВ К НЕЙ. ВРЕМЕННЫЕ ДИАГРАММЫ РАБОТЫ СХЕМЫ И ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА ЕЕ ДЕЙСТВИЯ
Полная принципиальная схема собрана из блоков, которые были описаны в разделе 6 (это - генератор высокочастотных импульсов ГВИ, генератор пилообразного напряжения ГПН, компаратор и выходной формирователь ВФ) и приведена на рис. 15 и в графической части на формате А1 вместе с функциональной схемой.
Описание принципа действия схемы выпрямителя.
На вход ГВИ (построенного на DA1) через R7, C6 подается зада?/p>