Таблица 3.1. Параметры некоторых магнитных материалов при питании напряже

«нем прямоугольной формы Р д [Вт/кг] и Н f А/м]

Продвлжение табл. 3.1

Примечания. 1. Для каждого материала при данной частоте и индукции в таблице

г. Эксиерименталытге данные таблицы 3.1 получены С. А. Кузнецовым [14, с. 246-249J.

В сердечнике трансформатора возрастают. Исходя из этого наиболее целесообразно выбирать рабочую частоту в пределах (0,5...20) кГц, при использовании мощных транзисторов в пределах (0,5..,2,5) кГц.

2. Находим мощность на выходе автогенератора

вых-=вы.Лых.

3. Определяем максимальное (расчетное) значение коллекторного тока каждого транзистора

где 1) - КПД преобразователя (выбирается в пределах -0,75...0,85).

4. Находим максимальное (расчетное) напряжение между коллектором и эмиттером каждого транзистора:

для двухтактных преобразователей с выводом средней точки коллекторной обмотки трансформатора

/кя.я.п....Ь2- 2t/,,: (3.3)

для мостовой или полумостовой схемы

(3.4)

где коэффициент 1,2 учитывает возможные перенапряжения в схше.

5. По полученным знатениям /кта.храсч " кгтахрасч выбираем тип транзисторов. При этом необходимо, чтобы значения /ах расч кЗтахрасч. найденные ло.формулам (3.3) и (3.4), не превышали максимально достимых значений соответствующих параметров /ja и U-., указанных в справочниках. Кроме того, необходимо убедиться в том, что граничная частота выбранного транзистора /.р превышает рабочую частоту автогенератора.

Основные данные мощных транзисторов, используемых в преобразователях напряжения (ГТ806В, ГТ906А, ГТ910А, КТ704 и др.), приведены в табл, 1.24 и L25.

В случаях, когда амплитуда тока коллектора превышает предельно допустимое значение, можно использовать параллельное включение транзисторов, количество которых определяется из выражения

1СчАз/-Ктах>

(3,5)

П = /Ктах р£

где = 1,5...2 - коэффициент запаса.

Если расчетное значение /этахрасч превышает предельно допустимое, кожно использовать лослелонательное включение транзисторов.

С. После выбора транзисторов переходим к расчету трансформатора преобразователя. Трансфооматор является одним из основных конструктивных элементов, определяющих качество преобразователя: КПД, массу, габаритные размеры. Трансформаторы транзисторных преобразователей напряжения должны иметь малые потери в магнитопроводах и обмотках, небольшую величину тока холостого хода и ои:нь малую индуктивность рассеяния. Это достигается выбором соответствующего типа сердечника, рациональной конструкцией трансформатора и правильным размещ<.ннсм

приведены над чертой значения удельных потерь, а под чертой - наприжешюсть магяжтного пол!

обмоток. Величина потерь в сердечнике трансформатора определяется площадьв петли гистерезиса магнитного материала. Поэтому для трансформатора следует вы бирать сердечник с узкой и по возможности прямоугольной петлей гистерезиса При мощности преобразовател я до 1 кВт наиболее эффективными являются транс фсматоры, выполненные на тороидальных магнитопроводах. Малые габаритны размеры и незначительные потери в них достигаются за счет выбо а тонких ленточны! магнитных материалов, увеличения плотности тока в обмотках и хорошего охлажде ния обмоток. Наряду с тороидальными сердечниками возможно также применен* витых разрезных сердечников, особенно при достаточно больших мощностях преоб разователя.

В качестве материала сердечника обычно используют электротехническую стал1 или пермаллой с высокой индукцией насыщения. Ферритовые сердечники целесо образно применять лишь на высоких частотах преобразования (свыше 100 кГц)

При выборе материала сердечника трансформатора можно руководствоватьа данными табл. 3.1, в которой приведены значения удельных потерь Рд [Вт/кг] и на пряженпости магнитного поля Н [А/м] в сердечнике в зависимости от рабочей частоть /п и величины индукции насыщения Вт-

Для каждого магнитного материала существует оптимальная татщина ленты при которой удельные потери оказываются минимальными. Рекомендуемые эначеяир толщины магнитного материала для трансформаторов преобразователей приведены в табл. 3.2.

7. Определяем размеры магнитопровода трансформатора по формуле "

QcQo P,,6lOV2fnSг./МсЛ.р, (3.6

где Qo - площадь поперечного сечения магнитопровода и площадь окна, см габ ~бритная мощность трансформатора, определяемая по формуле

габ.ЗУ,х, [Вт];

Таблица 3.2. Рекомендуемые значения толщины (мм) магнитных материалов дяя трансформаторов преобразователей

(3.7]

In - рабочая частота преобразователя, Гц; Вщ ~ амплитуда магнитноА индукцви, Тл; / - плотность тока в обмотках трансформатора. А/мм*; - коэффнцнеиты

заполнения соответственно окна сердечника проводом и сердечника магнитопровода сталью; - КПД трансформатора (выбирается в пределах т) = 0,8...0,9). Зависимость коэффициента сердечника от толщины ленты магнитопровода;

W- Таблица 3.3. Зависимость коэффициента я величины / от мощности I юай1раэователя

ленты магиитопрово-

Толщнна

за, мм " 0,02 0,05

Коэффициент заполнения 0,8 0,83

0,08 0,1

Рекомендуемое 3Ha4eHHHj и / для трансформаторов преобразователей напряжения приведены в табл. 3.3. Величина индукции выбирается по табл. 3.1.

8. После определения основного расчетного параметра QQo выбираем сердечник трансформатора (рнс. 3.8) в соответствии с унифицированным рядом (табл. 3.4).

Обычно выбирается ближайший бо-тьший типоразмер. Возможен также подбор готового унифицированного TpaHCiopMaTOjja (табл. 3,5).

9, Находим число витков первичной (коллекторной) обмоткн трансформатора

В?, = 1У, ]0V4/„e„,QA, (3.8)

где Н?1 - число витков половины первичной обмотки для трансформатора с Выводом редней точки коллекторной обмотки или полное число витков первичной обмотки в случае мостовых или полумосговых преобразователей; Ui - величина напряжения на первичной обмотке, зависящая от схемы преобразователя.

Для преобразователей с выводом средней точки первичной обмоткн

Рис, 3.8. Витой

тороидальный сердечник трансформатора

(3.9)

(3.10)

I=t/,,- t/K3„ecl; для мостовых преобразователей и, - с/,, - 2 I С/кэ„„ I,-ДЛЯ полумостовых преобразователен

у, =0,5(У„-1/кэ„„), (З.П)

где [ Уэвас I - абсолютное значение напряжения насыщения на участке коллектор - эмиттер открытого транзистора (обычно принимают \ /к;эцас I ~ 10. Число витков базовой обмотки определяем по формуле

Р?Б * 3,5B?V(t„ - I Д/Эп.с I ) (3.12)

П. Находим число витков выходной обмотки

йа = №1/вых/<вх -I Л/цэ,,,. I). (3.13)

12. Выбор сечения проводов обмогок трансформатора производим но денсгвую-щему значению тонов соответствующих обмоток: коллекторной

и=Ытпр.ЫГ2 (3.14)

(для мостовых и полумостовых схем /j = ктах)

базовой

Ы= Л1Эт1п. (3.15)

где Л2]эт1п ~ """"""•"" значение статического коэффициента передачи тока для выбранного типа транзисторов преобразователя.

Действующее значение тока выходной (вторичной) обмотки зависит от характера нагрузки. При активной нагрузке преобразователя или при работе на выпрямитель, выполненный по мостовой схеме, принимают

Табмца 3.4. Унифицированный ряд магнитопроводов ОЛП для трансформаторов траязнсторных преобразователей напрйжений

(3.16)

В обозначении пторазчера магниго про вода указаны следующие геометрические размеры сердечника, мм; в числителе - внутренкиЛ диаметр тороидального сердечника d: в знаменателе первая цифра - наружный диаметр D. вторая цифра - ширина ленты Ь. Эскиз тороидального сердечника приведен на рис. 3-8. Толщина сердечника a=(D ~d)l2.