мощность потерь Рт.мнн для /i = 3,17 А (табл. 3-10), которую можно получить при параллельном соединении опти.мального числа транзисторов Лопт. Значение Попт рассчитывается по (3-43). Такие расчеты-можно проделать для различных типов транзисторов и выбрать наиболее подходянщЛ тип.

Если применять транзисторы, указанные в табл. 3-9 и 3-10, то-миниму.ч потерь обеспечивает транзистор 1Т403И, ,но он требует параллельного включения большого числа транзисторов (176 шт.), что приводит к чрезмерному увеличению габаритов преобразователя, поэтому выбираем транзистор П210, применение которого требует включения меньшего числа транзисторов параллельно (24 шт.). Однако включение 24 транзисторов П210 в плече также приводит к большим габаритам, поэтому проведем расчеты потерь по (3-42) при пяти транзисторах в плече.

Из табл. 3-10 видно, что при пяти транзисторах в плече мини-му.м потерь обеспечивает транзистор П210, который и выбирается для преобразователя. Его предельные напряжения гораздо выше рабочих (табл. 3-9).

5. Расчет потерь в транзисторах

После выбора типа и числа параллельных транзисторов производится уточненный подсчет потерь в транзисторах. Ток коллектора одного транзистора

/ = /,/ = 3,17/5 = 0,635 А.

Ток базы одного транзистора

/,-, = / / = 0,157/5 = 0,0314 А.

Для данного тока коллектора одного транзистора и для к = 2(У

по рис. 3-6 определяем напряжения насыщенного транзистора f/oK,.1 = 0,105 В; (/эб.н = 0,265 В.

Уточняем напряжения на закрытом транзисторе:

Узб=Уо-/эб.н=4,5-0,265=4,23 В;

i/3 =2i/,-[/3K.B = 2-1,5-0,105 = 2,9 В.

Токи закрытых транзисторов (в данном диапазоне напряжений они мало зависят от значений напряжений)

/б.3 = 0,16 мА и /н.з = 0,11 .мА (см. рис. 3-7 и табл. 3-10).

Статические потери в транзисторах преобразователя согласно (3-38)

PT=n(t/r,K.>,/,c + t/36.H/6-ft/oK/K.3-ft/36/6.3)=5(0,105-0,635+ -f0,265-0,0315-Ь4,235-0,16-10-3-12,9+0,1 М0-3)=0,38 Вт.

Несколько меньшее значение потерь, рассчитанное по (3-38), по сравнению с рассчитанным по (3-42) при л = 5 (см. табл. 3-10) объясняется более точным определением падений напряжения на транзисторных переходах по экспериментальным характеристикам (рис. 3-6).

Коммутационные потери в транзисторах найдем по (3-46) для случая работы преобразователя без конденсатора на его входе.

Транзистор П210 при / = 0,635 А имеет В=40 [Л. 46], и тогда степень насыщения транзисторов преобразователя согласно (3-36)

jV=fi/fe=40/20 = 2.

6* 83

Из рис. 3-17 для N = 2 на.ходим ,13.

Для П210 граничная частота / = 5000 Гц [Л. 46].

По рис. 1-7 находим относительный всплеск коллекторного тока шри коммутации и отсутствии емкости на (выходе для = 20:

.ох=11,1.

Коммутационные потери для частоты 400 Гц

к= 24 --2.5000 - = 0,046 Вт.

5,Зб,/,/>А!сх 6-1,5-3,17-400-1,1-0,13

Полные потери в транзисторах преобразователя

= 0,38+0,046=0,426 Вт.

6. Выбор типа диодов и расчет потерь в диодах

Обратные напряжения на диодах преобразователя отличаются незначительно - на величину напряжения (7о (4,5 В) на управляю-.щей обмотке, включенной между базами транзисторов, поэтому при .расчете можно принять эти напряжения равными:

[/д.обр=[/н-[/1 = 27-1,6 =25,6 В. .

Средний ток диодов

/д=/ /2=0,167/2=0,078 А.

В § 3-3 отмечалось, что основная задача расчета диодного узла .состоит IB определении типа диодов. Для /д = 0,078 А можно использовать любой из первых четырех диодов, указанных в табл. 3-7 Сравним по статическим потерям диоды Д7 и Д302.

По (3-27) рассчитаем прямое падение напряжения, а па <(3-2в) - обратный ток диодов.

Для диода Д302

,[/пр= (/о -f Гпр/н=0,29 + 0,157 0,18=0,318 В;

25,5

/обр = + обр/Гобр=0+ 154.103 =0>165 мА.

.Для диода Д7

(/пр = (/о+Гпр/н =0,3+0,8 0,157 = 0,426 В;

/обр = /о + обрАобр= 350-10- + ;3° = 0,369 мА.

Статические потери в диодном узле: из двух диодов Д302 (3-il7) Рд = [/пр/н -f 2[/о бр/о 6 р =12.0,318 0,157+2 25,5 0,165 10- = 0,108 Вт; из двух диодов Д7Е

Рд = 2-0,426 -0,157+2-25,5-0,369-10- = 0,153 Вт.

Выбираем диоды типа Д302.

Оптимальное число диодов типа Д302 определим по (3-32): °пт=К>=Й?Н018-0,154-10 0,51.

То обстоятельство, что Попт<1, говорит о том, что ток нагрузки -меньше оптимального тока диода, поэтому применять параллельное соединение диодов не требуется, так как включение одного диода обеспечивает минимум потерь.

7. Расчет трансформатора

Расчетная вторичная мощность трансформатора .

P2=riPi-t/i/H=5-0,85-il,6-0,il57 = 4 Вт.

Из рис. 3-3 определяем для частоты 400 Гц значение оптимальной плотности тока Лопт =0,3 А/мм (первый случай расчета трансформатора) .

Из [Л. 5, 7] берем значения необходимых коэффициентов для расчета габаритов магнитопровода трансформатора: коэффициент заполнения окна медью о=0,26, коэффициент заполнения окна сталью /feeт = 0,76, индукция насыщения для пермаллоя 79НМ-0,05 Bs=0,75 Т.

Из рис. 3-4 берем значение ожидаемого к. п. д. трансформатора 11тр = 0,975.

Для трансформатора с одной расщепленной обмоткой коэффициент увеличения расчетной мощности трансформатора 1/м = 1,2.

По основному расчетному уравнению трансформатора (3-6) находим произведение SctSqk магнитопровода:

SctSok - 2ВД/МетПтр*.м 1,2-4-102

= 14 см*.

2.0,75.0,3.400.0,26-0,75-0,975

По параметру SctSqk выбираем тороидальный магнитопровод 40/56-14, у которого £=56 мм; d=40 мм; 6=14 мм; Sct= - 1,12 см2; So =<12,6 см2; SctSok=I14,1 см.

Число витков первичной обмотки трансформатора

.-эк.н (1.5-0,105)-10* 4B/ScAr 4-0,75-1,12.400-0,75 ~ витков.

Принимаем йУ=13.

Суммарное напряжение вторичных обмоток (1-12)

Uo+U2Ua-Ui = 27-1,5 = 25,5 В. Суммарное число витков вторичных обмоток

W2+Wo = WiU2fiUi-UaK.n) =13-25,5/(4,5-0,105) =242. Принимаем W2+Wo=240.

Число витков управляющей обмотки, включенной между базами транзисторов,

Wo={wo+W2) UofiUo+Ui) =4,5-240/25,5 =42. Принимаем шо=40.

Число витков основной вторичной обмотки 0,2 = 2400 = 200.