Частотозадающие элементы (C5 и R8)

В то же время энергия, запасенная в трансформаторе

полностью переходит в нагрузку. Теперь решаем эти два уравнения относительно L2 для условия минимально возможной рабочей частоты:

Соответственно, ток во вторичной обмотке:

При этом коэффициент трансформации будет:

Напряжение на силовом ключе без учета индуктивного выброса будет:

Обратим внимание, что все приведенные цифры пока носят расчетный характер, при разработке конкретного трансформатора они будут уточнены. Здесь важно, что индуктивность первичной обмотки не может быть больше, чем 1,57 мГн, а индуктивность вторичной при этом - 10,65 мкГн.

Теперь произведем практический расчет трансформатора. Сначала надо выбрать типоразмер сердечника. Однозначных рекомендаций здесь дать трудно. Для сетевых источников необходимо учитывать требования электробезопасности, в частности, пути утечки между первичной и вторичной стороной должны быть не менее 6 мм (в соответствии с отечественными стандартами). Соответственно, такой зазор должен быть и между витками первичной и вторичной обмоток, и это накладывает ограничение на минимальный размер стандартного каркаса. Как правило, становится очень проблематично использовать Ш-образные сердечники, меньшие, чем Е19-Е20. Кроме того, если планируется получать несколько выходных напряжений с одного трансформатора, то ограничивающим фактором может оказаться недостаточное количество выводов стандартного каркаса. С другой стороны, чем больше размер сердечника, тем меньшие потери в трансформаторе можно получить - меньше размах индукции и можно использовать большее сечение провода (уменьшатся удельные потери, но за счет большего объема материала выигрыш будет не столь значителен). Так что приходится или выбирать размер сердечника по соответствующему программному обеспечению, или интуитивно, на основе опыта, и по результатам расчета корректировать в ту или иную сторону.

Для диапазона частот 20÷400 кГц наилучшим выбором будет феррит, близкий по параметрам к ферриту N87 фирмы Epcos (Россия). Это дешевые материалы, обладающие в то же время очень низкими потерями при размахе индукции вплоть до 0,5÷0,6 Тл. Для мелкосерийных изделий, а также для получения минимальной массы трансформатора при мощности до 500 ВА, работающего на повышенных частотах 20÷100 кГц, возможно применение трансформаторов с тороидальным магнитопроводом. В этом случае в качестве материала обычно используется так называемый μ-пермаллой (материал с распределенным зазором). Это отечественные марки МП-60 и МП-140, или зарубежные материалы многих фирм (Micrometals, Epcos, Magnetics). Как правило, производители позиционируют их как материалы для дросселей, но по сути своей трансформатор обратноходового преобразователя и является дросселем. Используя тороидальные сердечники, сможем получить чрезвычайно низкую индуктивность рассеяния (вплоть до 0,5%) и значительно легче выдержать зазоры между обмотками. Но вот трудоемкость намотки и последующего монтажа гораздо выше. Потери в этих материалах на 20 кГц примерно на порядок выше потерь в ферритах, но за счет меньшего объема кольца абсолютные потери оказываются на вполне приемлемом уровне.

Для нашего примера остановимся на сердечнике EFD-25/30 из феррита N87. Этот сердечник доступен в трех вариантах с различными зазорами, соответствующими 160, 250 и 315 нГн/виток2. Чем меньше мы намотаем витков, тем больше будет индукция (и потери в сердечнике), но меньше потери в проводах, и мы должны выбрать оптимальный вариант.

Начнем с максимального зазора, соответствующего индуктивности в 160 нГн/виток2. Мы должны получить индуктивность первичной обмотки в 1,57 мГн.

За время прямого хода длительностью 22 мкс к первичной обмотке трансформатора будет приложено минимальное рабочее напряжение Минимальная площадь сечения сердечника Поэтому размах индукции в сердечнике будет:

Лучшие статьи по информатике

Суммирующий синхронный счетчик
В наше время проявляется тенденция к бурному развитию цифровой электроники. Курсовая работа предполагает рассмотрение и разработку такого устройства цифров ...

Частота сообщения
Задание 1 Рассчитать и построить амплитудно-частотный спектр ЧМП сигнала и определить полосу частот, если частота модулирующего сообщения , частота несущ ...

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