ИБП. реф. Список принятых сокращений

Название	Список принятых сокращений
Дата	11.02.2020
Размер	2.61 Mb.
Формат файла
Имя файла	реф.docx
Тип	Документы #108014
страница	13 из 24

1 ... 9 10 11 12 13 14 15 16 ... 24

2.1.4. Расчёт разрядного устройства
Схема разрядного устройства (РУ) на базе непосредственного преобразователя постоянного напряжения повышающего типа [5,12,13,20] приведена на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 – Схема разрядного устройства
В установившемся режиме на интервале открытого состояния γT, который задаётся управляющим напряжением Uу, дроссель L1 подключен к источнику питания. Диод VD1 закрыт под действием напряжения конденсатора C1, напряжение которого приложено и к нагрузке.
Напряжение на дросселе равно напряжению АБ, а ток в нём изменяется по линейному закону от I_Lmin до I_Lmax на величину 2ΔI.

²^^I L ^^I L max^^I L min		^U АБ	  T.	(2.2.41)

		L

На интервале (1 – γ)T транзистор закрыт и энергия, накопленная в дросселе, передаётся в конденсатор и нагрузку через открывшийся диод. Ток

дросселе спадает по линейному закону, и к нему приложена разность входного и выходного напряжений.

68

Если постоянной составляющей падения напряжения на дросселе пренебречь, то можно составить выражение [12]:

U _вх T U _вых U _вх1T.

(2.2.42)

Откуда

^Uвых ^		^U вх			^U АБ	.	(2.2.43)
	1  
				1  

Так как стабилизацию выходного напряжения обеспечивает инвертор, то преобразователь выполняем нерегулируемым с жестко заданным γ из условия:



^U d min^^U АБ min



170  72

 0,58.

(2.2.44)

^Ud min

170

Ёмкость конденсатора должна обеспечить необходимый уровень

пульсаций в напряжении питания инвертора [14]:

C 

^Pu





8380  0,58

 168

10

6

Ф,

(2.2.45)

 U ²

 к^'

 f

2  170²  0,05 10⁴

d min

где к_П = 0,05 – коэффициент пульсаций; P_u= U_dmin⋅ I₁= 170⋅49,3 = 8380Вт.
Этому условию с избытком удовлетворяет конденсатор входного фильтра ёмкостью C = 450⋅10^-6 Ф.
Величина пульсаций выходного напряжения преобразователя не зависит от индуктивности дросселя при выполнении условия, что I_L_min > I_Н.
Выбираем значение индуктивности [14]:

L 	U _d_min U _АБ_min1²U_d_min	,	(2.2.46)

	P_u f_m
			69

_ ¹⁷⁰ ^ ⁷² ¹ ^ ^0,58 ² ^¹⁷⁰ _ _{0, 06} _₁₀3 _Гн. 8380  0,58 10⁴

I_L



I_н



41,8

100 А.

(2.2.47)



1  0,58

Зная L = 0,06⋅10^-3 Гн и I_L = 100 А можно рассчитать дроссель, расчет которого в данной работе расчёт не приводится.
Ток, протекающий через диод равен току потреблённому инвертором I_VD= 41,8А.Обратное напряжение,прикладываемое к диоду,определяется

максимальным значением напряжения питания U_VDобр= 341В.
Выбираем три диода 2Д2990А включенные параллельно с параметрами: U_обр = 600 В; I_П = 20 А; t_вост = 0,05 мкс.
Максимальное напряжение, прикладываемое к транзистору U_VT= 341В.
Амплитуда коллекторного тока транзистора равна максимальному значению тока дросселя [12]:

АБ max

   T

100  0,58 10^⁴

 I



 41,8



 90 А.

(2.2.48)

2 

0, 06 10^³

VT max

2  L

Выбираем IGBT транзистор IXGE200N60B с параметрами:
U_кэ= 600В; I_к= 160А; U_зэ= 20В; I_к0= 200мкА; t_вкл= 60⋅10^-9; t_выкл= 200⋅10^-9; Q_з= 350нКл; С_iss= 680пФ= 680⋅10^-12Ф;
R_кэ= 2,7⋅10^-3Ом.
Статические потери [14]:

P	 I ²	 R 90²	 2,7  10 ^³  0,58 12,7 Вт.	(2.2.49)
ст	к max	кэ

70

Для уменьшения динамических потерь используем LCD цепь L₂–VD2–C₂.
Индуктивность L₂ рассчитаем из условий ограничения сквозного тока на уровне импульсного тока транзистора при его включении на время восстановления запирающих свойств диода VD1.

d max

 t

восст

341 0,05 10^⁶

L 



 0,18 10^⁶ Гн.

I_к

Такую индуктивность обеспечивают соединительные поэтому установка дросселя L₂ не требуется.

(2.2.50)

провода,

Так как повышающий преобразователь должен вступать в работу при отключении сети переменного тока или снижении её ниже напряжения минимально допустимого уровня, то запуск должен происходить по сигналу U_синхс блока контроля за состоянием сети.Для управления транзисторомIGBT используем драйвер IX2127 – высоковольтный драйвер верхнего ключа IGBT транзисторов с параметрами: V_offset = 600 В; I_on/I_off = 250 мА/450 мА; t_on= 100⋅10^-9c; t_off= 73⋅10^-9c. [8, 10, 20].Схема повышающегопреобразователя представлена на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7 – Схема повышающего преобразователя

71

Высокочастотный генератор выполнен на компараторе DA1 521СА3 и вырабатывает импульсы с частотой 10 кГц.[10]:

f 

10 кГц.

(2.2.50)

R₁₀ R₁₁

C₂

0, 67

Соотношение сопротивлений R10 и R11 определяет относительную

длительность импульса  :

  0,58 

^R11

(2.2.51)

^R10 ^ ^R11

Делитель R1 – R2 в соотношении 2:1; R3 = 10 кОм; R4 = 10 кОм; VD4

VD5 – КД 5225; R10 принимаем 1кОм. Тогда:

0,58  R₁₀  R₁₁ 1  0,58 ,

(2.2.52)



R₁₁10,58

(2.2.53)

0,58

0,58  R

0,58  1 10³

R 



1, 4 кОм,

(2.2.54)

1  0,58

0, 42

C 



 62

 10 ^⁹ Ф  62 нФ.

(2.2.55)

0, 67   R₁₀  R₁₁  f

1  1, 4 

0, 67 

 10 ³ 10⁴

Принимаем конденсатор С2 типа К10-17 (КМ5) -62 нФ-50В-F;

конденсаторы С3, С4,

С5

К10-17 (КМ5) -0,1 мкФ-50В-F; R1 =

4,7 кОм;

R2 = 2,2кОм.

Все резисторы ОМЛТ – 0,25. Сопротивления R6, R7, R8, R9

принимаем согласно типовой схемы включения драйверa IX2127:

R7 = 1кОм;

R8 = 10кОм;

R6 = 10кОм;

R9 = 10Ом.

72

Схема управления, блок контроля, зарядное устройство, блок
выпрямителя не рассчитываются в связи с существующими готовыми
решениями.

1 ... 9 10 11 12 13 14 15 16 ... 24