Расчет формирователя управляющего сигнала
В качестве формирователей управляющего сигнала для тиристора можно применить разнообразные электронные устройства, удовлетворяющие следующим основным требованиям:
Перечисленным требованиям удовлетворяет схема ждущего блокинг – генератора, приведенного на рисунке 5: Рис. 5 Роль элемента, разделяющего источник запускающих импульсов и БГ, выполняет усилитель запускающих импульсов, собранный на транзисторе VT3. В исходном состоянии он заперт.Запуск БГ осуществляется импульсами положительной полярности, амплитуда которых превышает напряжение запирания транзистора VT1. Для расчета БГ необходимо прежде всего выбрать тип тиристора, поскольку параметры его входной цепи задают выходные параметры БГ. Основываясь на данных, приведенных в условии (IН = 120 А, UН = 100 В) выберем тиристор VS1 типа Т141-80 со следующими параметрами: Максимальный ток в откр. сост.=125А Ток отпирания IGT=0,15A Отпирающее напряжение UGT=5В Время вклtgt=10мкс Времявыкл=30мкс Температура перехода =-50 ÷ +1250С Указанные параметры определяют выходные данные БГ: длительность генерируемого импульсаτИ = (1,2 1,3)tgt = 1,25 .10 = 12,5 мкс. амплитуда импульса Um = UGTm = 5В. период повторения импульса Т = 1/f = 1/50 = 0,02 мс. сопротивление нагрузки RH = = = 26,6 Ом
На основании этих данных выберем импульсный трансформатор типа ТИ234 со следующими параметрами: Соотношение числа витков обмоток-2:2:1 Длительность импульса=20мкс Амплитуда импульса на первичной обмотке=30В Частота следования импульсов =5кГц Длительность фронта выходного импульса=1,2мкс
Расчет БГ начнем с выбора транзистора VT3. Учитывая специфику работы транзистора и мощность выходного сигнала генератора, выберем транзистор средней мощности импульсный, типа n – p – n. При этом максимальное напряжение между коллектором и эмиттером должно удовлетворятьусловию: UКЭ 2 ЕК, где ЕК = 1,2 =1,2 =1,2 .5. 2= 12 В.По стандартному ряду примем ЕК =12В. Тогда UКЭ 2 .12 =24 В. Данным требованиям удовлетворяет транзистор КТ314А-2со следующими параметрами: Максимальное напряжение UКЭm=45В Допустимый коллекторный ток IKm,=0,06А Коэффициент передачи β=50 Граничная частота коэффициента передачи тока ОЭ fβ =80МГц Граничная частота коэффициента передачи тока ОБ fα =4080МГц Емкость коллекторного перехода СК =10пФ Постоянная времени цепи обратной связиτК=80нС Напряжение насыщения UКЭнас, =0,3В Ток насыщения IКнас, =0,06А Входное сопротивление=30Ом Для унификации принимаем транзистор VT3 таким же как и VT4. Длительность фронта, генерируемого БГ импульса равна: τФ =2,3 .nБ .[( ], где nБ = = . τФ =2,3 . 1 . [( ] = 7,2 . 10-9 с. Определим емкость конденсатора С6: τИ = где L – индуктивность первичной (коллекторной) обмотки импульсного трансформатора, RВХ – входное сопротивление транзистора VT3. 12,5 . 10-6 = , тогда С6 = 35 . 10-6 Ф, по стандартному ряду выбираем конденсатор Конденсатор С6: K50-6 – 50 мкФ ± 10%.
Определим обратный выброс напряжения по формуле: ∆Umобр = 0,75 . , где τL = = с Тогда ∆Umобр = 0,75 .. = 0,25 В.Так как обратный выброс напряжения не превышаетUКЭнас, то шунтирование коллекторной обмотки трансформатора не производится. Рассчитаем сопротивления R8 и R9путем совместного решения двух уравнений. T – τИ = 4,5С6 Е3 = R8, где Е3 = (0,3 - 1) В. Примем Е3 = 0,8 В. 0,02 – 12,5 . 10-6 = 4,5 .1,3. 10-6 и = Получим: R8= 34422 Ом и R9 = 1927 Ом. По стандартному ряду принимаем сопротивления R8 = 33 кОм и R9 = 2 кОм. Резистор R8: ВС – 0,25 – 33К 10%. Резистор R9: ВС – 0,125 – 2К 10%. Емкость конденсатора сглаживающего фильтра С7 определяется из выражения: С7 IKmτИ , где = 0,15 . ЕК = 0.18 В. Имеем С7 60. 10-3. 12,5 . 10-6. = 2 мкФ. Примем С7 = 6,8 мкФ. По стандартному ряду: Конденсатор С7: K50-20 – 6,8 мкФ ± 10%.
Сопротивление резистора R10 определяется: R10 = 1,4 = 1,4 = 700 Ом. По стандартному ряду выбираем сопротивление R10 = 680 Ом. Резистор R10: С2-23– 0,062 – 680Е 5%. Рассчитаем цепочку С5R7. , где В, Ом, а значением сопротивления R7 зададимся равным 1500 Ом. В. мА. Вт. Из стандартного ряда мощностей PR7= 0,125 Вт Резистор R7: ВС – 0,125 – 1,5К 10%. Емкость конденсатора С5 определим из соотношения: , где – длительность входного импульса равна 0,0083сек. мкФ. Выбираем из стандартного ряда Е24(±10%) С5 = 1 мкФ. В. Конденсатор С5: К52 –1 - 2,4 мкФ.Диод VD5 принимаем таким же как и VD4, т.е. Д207.Рассчитан Рассчитанные и выбранные по справочной литературе элементы блока управления должны быть скомпонованы в законченную конструкцию с применением печатного монтажа. Детали рационально компонуются на прямоугольной монтажной плате, размеры которые выбираются из справочной литературы. Толщина выбирается из ряда:0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 На чертеже печатной платы наноситься линиями координатная сетка с шагом 1.25 2.5 мм. Выбранные детали размещаются на плате таким образом, чтобы их выводы попадали в отверстия, расположенных в узлах координатной сетки. Критерием правильности размещения элементов на печатной плате является отсутствие пересечений печатных проводников в плоскости проводника. При конструировании печатной платы следует иметь ввиду, что в одном монтажном отверстии с печатным проводником допускается коммутация одного объемного проводника. Силовой блок управляемого выпрямителя должен быть выполнен в виде отдельной конструкции , включая в себя: -изоляционную панель соответствующих размеров; -управляемый вентиль с охладителем; -контактный разъем и монтажные провода. Размер изоляционной панели зависит от выбранного типа управляемого вентиля и рекомендованного охладителя . в качестве контактного разьема можно выбрать любой гостированный на соответствующий ток.
Выбор охладителя. Для данного тиристора типа Т141-80 рекомендуется охладитель серии О221.
Для обеспечения надежного электрического и теплового контакта тиристора и охладителя необходимо применять крутящий момент не более= 50 Н . м. Масса не более=180 г. Тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя - охлаждающая среда при мощности отводимого тепла 18 Вт не более: при естественном охлаждении=2,80С/Вт при принудительном охлаждении (скорость охлаждающего воздуха в межреберном пространстве 6 м/с) =0,62 0С/Вт Тепловое сопротивление контакта корпус прибора – охладитель не более=0,20С/Вт Суммарная площадь охладителя не менее 50000мм2 Максимальная температура перехода=110 0С Сопротивление переход – корпус=0,18 0С/Вт Рассеиваемая мощность тиристора=125 Вт Определим необходимую площадь охладителя: S = = 3640,8мм2 . Т.е. необходимая площадь охладителя меньше чем площадь охладителя О221, следовательно можно применять рекомендованный охладитель марки О221, так как он удовлетворяет всем необходимым параметрам работы тиристора. Определим, необходим ли охладитель для транзисторов БГ.В качестве рассматриваемого транзистора рассчитываем транзистор VT3,как наиболее мощный. РРАСС VT1 = UКЭ.IК, где UКЭ максимальное напряжениеколлектор - эмиттер, равное 0,3 В, а IК равен IGT = 0,15 А. РРАСС VT1 = 0,3 . 0,15 = 0,045 Вт. Но рассеиваемая мощность на транзисторе зависит от скважности, следовательно: РРАСС = , где Q – скважность, и определяется как Q = = = 160. Тогда РРАСС = мВт. РРАСС<РРАССДОП (56 мВт < 150 мВт). Исходя из результатов проведенного расчета, охладитель для транзисторов БГ не нужен. Общая принципиальная схема.
Примечания. · Эскизы выбранных элементов и их установочные размеры указаны в приложении №1. · Внешний вид и геометрические размеры силового блока изображены на одном чертеже с печатной платой . · Рассчитанные и выбранные по справочной литературе элементы устройства монтируются на односторонней печатной плате из стеклотекстолита СФ – 2 (по ГОСТ 10316 – 78) размером 180мм × 90 мм, толщиной 2,5мм. При монтаже компонентов необходимо придерживаться рекомендаций, приведенных при их описании. · В приложении 2 указываются все элементы и их параметры . · Для улучшения вентиляции радиаторы крепятся так, что бы потоки воздуха обдували их с максимальным отводом тепла, а также контактную поверхность можно обработать термопастой КТП – 8. Приложение1.
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (942)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |