Примеры задач до темы лекции 23

Вопросы для самопроверки

1 В чем отличие функционального узла инвертора от преобразовательного устройства?

2 Нарисуйте упрощенные структурные схемы преобразователей напряжения

3 Нарисуйте принципиальную схему однотактного инвертора и поясните принцип работы.

4 Нарисуйте принципиальную схему двухтактного инвертора и поясните принцип работы.

5 В портативных телевизорах и осциллографах часто используют преобразователи напряжения. С какой целью?

6 Почему сердечник магнитопровода трансформатора инвертора имеет прямоугольную петлю гистерезиса?

7 Нарисуйте временные диаграммы, объясняющие работу двухтактного инвертора напряжения.

8 Назовите достоинства и недостатки полупроводниковых инверторов напряжения.

9 Назовите достоинства резонансных инверторов.

10 Назовите недостатки резонансных инверторов.

Задача 1

Выберите транзистор для инвертора (рисунок 2.72) для следующих исходных данных: напряжение источника питания Е= 10 В, выходное напряжение инвертора U_вых = 220 В, выходной ток I_вых = 0,1 А и частота преобразование f_пр=1 кГц.

Решение: 1 Максимальное значение коллекторного тока каждого транзистора равно

I_к.макс. = (I _вых.·U_вых) / Е·η,

I_к.макс = (0,1 ·220) / 10 · 0,8 = 2,75 А

где принят К.П.Д. инвертора η = 0,8

2 Максимальное напряжение между коллектором и эмиттером каждого транзистора в двухтактной схеме равно

U_КЭ.нас = 1,2 ·κ_зап.· Е,

U_КЭ.нас = 1,2 · 2 · 10 = 24 В.

где κ_зап =2 запас по допустимому напряжению.

3 По значениям I_к.макс и U_КЭ.нас выбираем тип транзистора КТ816 Б со следующими параметрами I_{к.максдоп.} = 3 А, U_{КЭ.нас.доп.} = 45 В. Р _{к макс. Доп}.= 25 Вт., предельная частота f_пр. = 1 МГц.

Задача 2

Рассчитайте пассивные элементы в инверторе (рисунок 2.72), если максимальный коллекторный ток равен I_к.макс = 2,75 А, статический коэффициент передачи тока h_21Э = 25, напряжение источника питания Е= 10 В.

Решение: 1 Вычисляем сопротивления делителя напряжения R₁ и R₂. Ориентировочное сопротивление резистора R₁ определяется по формуле

R₁ = (3…4) h_21Э / I_к.макс·К_нас,

R₁ = 4 · 25 / 2,75 · 2 = 18 Ом.

где коэффициент насыщения К_нас = 2.

Выбираем по стандарту значение R₁ = 18 Ом.

2 Вычисляем величину сопротивления резистора R₂. Задаваясь падением напряжения на резисторе U_R1 = 1 В.

R₂ = (Е - U_R1) / (U_R1 / R₁),

R₂ = (10 – 1) / (1/18) = 161 Ом

Выбираем по стандарту значение R₂ = 160 Ом.

3 Определяем мощность резисторных делителей R₁ и R₂

Р _R1 = U ²_R1 / R₁,

Р _R1 = 1²/ 18 = 0,055 Вт,

Р _R2 = U ²_R2 / R₂,

Р _R1 = 9²/ 160 = 0,5 Вт,

Определяем по стандарту значения резисторов

R₁ - С2-33 – 0,125 Вт – 18 Ом ± 5 %,

R₂ – С2-33 – 0,5 Вт – 160 Ом ±5%.

4 Ёмкость блокировочного конденсатора С₁ выбирается в пределах 0,5 …1 мкФ.

По стандарту выбираем К73 – 17 – 0,68 мкФ × 63 В ±10%.

Задача 3

Рассчитайте величину ёмкости конденсатора С₁ и С₂ в полумостовом инверторе

(рисунок 2.73), если напряжение источника питания Е= 10 В, частота преобразования f_пр =10·10³ Гц, изменения напряжения на конденсаторах

∆U = 1 В, нагрузочное сопротивление инвертора, приведенное к первичной обмотке трансформатора R'_н = 10 Ом.

Решение: 1 Коэффициент пульсации напряжения на конденсаторе равна

k_п = ∆U_с / 0,5· U_п,

k_п = 1 / 0,5 10 = 0,2

2 Ёмкость конденсаторов, на которых напряжение составляет 0,5 U_п определяется по формуле

С₁=С₂ ≥ 1 / 2· R'_н ·f_пр ·k_п,

С₁=С₂ ≥ 1 / 2 ·10 · 10 ·10³ · 0,2 = 25 мкФ.

По стандарту выбираем С₁=С₂ - К50-35 – 30 мкФ × 25 В ±10%.

Дата добавления: 2014-01-04