Частотозадающие элементы (C5 и R8)

В этих микросхемах реализован задающий генератор на следующем принципе. Сначала конденсатор С5 медленно заряжается через резистор R8 от опорного напряжения, а затем быстро разряжается внутренним ключом с фиксированным током разряда (8,3мА). Время разряда конденсатора через внутренний ключ определяет «мертвое» время - когда силовой ключ всегда закрыт. Соответственно, варьируя величины R8 и С5 можно не только задавать частоту преобразования, но и максимальное значение рабочего хода. В данном случае нам интересно получить как можно меньшее «мертвое» время, что бы максимально приблизить наш коэффициент заполнения D к 50%, конденсатор желательно иметь как можно меньшей емкости, а R8 должен быть как можно больше (исходя из графика в спецификации желательно его иметь в районе 25÷30 кОм). Формула для определения частоты преобразования так же приводится в спецификации:

Для чипов КР1033ЕУ11 и КР1033ЕУ12 эта частота должна быть вдвое больше, поскольку для получения 50-процентного рабочего цикла в них используется только каждый второй такт.

Выберем из стандартного ряда Е12 . Значение емкости конденсатора С5 составит:

По стандартному ряду Е12 задаемся значением

Уточним номинальную частоту переключения:

Выясним максимальное и минимальное значение частоты из-за разброса компонентов, а также максимальное значение D. В качестве С5 будем использовать керамический конденсатор с диэлектриком NP0 и допуском ±5%. Допуск на частоту внутреннего осциллятора так же составляет ±5% во всем диапазоне температур.

Теперь можно определить «мертвое» время. Здесь конденсатор С5 разряжается фиксированным током 8,3 мА (минимально 7,6 мА), и размах напряжения на нем 1,7 В (данные из спецификации). Поэтому «мертвое» время будет:

что составляет менее одного процента от периода преобразования. Поэтому возьмем минимальный уровень ограничения рабочего цикла из спецификации - 47%, и будем оперировать им.

Теперь определим минимально возможное время открытого и закрытого состояния ключа, когда чип пытается сделать максимально возможный D. Это будет при максимальной частоте преобразования и D=47%.

Итак, в самых неблагоприятных условиях мы можем нагнетать ток в трансформатор в течение 22 мкс, и разряжать трансформатор в течение 25 мкс.

Расчет трансформатора начнем с определения необходимых индуктивностей обмоток. Будем считать, что трансформатор должен находиться в режиме разрывных токов при перегрузке в 20%. То есть, за время 22 мкс мы должны запасти в трансформаторе ровно столько энергии, чтобы ее хватило на поддержание выходного напряжения:

Импульсный ток в первичной цепи:

С другой стороны, за время tО при приложенном входном напряжении этот ток будет изменяться по закону:

Решаем относительно L1 для наихудших условий - минимального входного напряжения, максимальной нагрузке и минимальной частоте fmin (поскольку при этом мы должны запасти больше энергии в трансформаторе).

В нашем случае максимальное значение индуктивности первичной обмотки:

Теперь легко найти ток в первичной цепи:

Сразу найдем среднеквадратичное его значение:

За время tЗ вся энергия из сердечника должна перейти в выходной конденсатор и в нагрузку, и к началу следующего такта ток в выходной обмотке должен успеть спасть до нуля. За время обратного хода к выходной обмотке приложено выходное напряжение UВЫХ плюс падение напряжения на выходном диоде UVD. В нашем случае в качестве выходного диода используем диод Шоттки, и прямое напряжение на нем примем за 0,5 В.

Лучшие статьи по информатике

Расчет тиристорного преобразователя
1. Техническое задание на проектирование Данные электродвигателя постоянного тока Тип двигателя РН, кВт ...

Построение и анализ математической модели объекта управления
Построим математическую модель объекта управления в пространстве состояния Рисунок 2 Структурная схема ОУ В схеме четыре элемента, запасающих э ...

Цифровой термометр
Уровень и направления развития электронных ЦАП и АЦП в значительной степени определялись и продолжают определяться требованиями к техническим и эксплуатацио ...