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

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий на примере маслохозяйственного отделения ПП Ефремовская ТЭЦ
Основными потребителями электроэнергии являются различные отрасли промышленности: транспорт, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство городов и поселков. ...

Регистры хранения
Цель работы: Изучить один из основных узлов ЭВМ - регистр хранения (память), приобрести навыки в сборке наладке и экспериментальном исследовании регистра. ...

Расчёт параметров настройки ПИ и ПИД регуляторов
Автоматизация производства является на современном этапе важнейшим фактором научно-технического прогресса во всех отраслях промышленности, в том числе ...