Частотозадающие элементы (C5 и R8)

Индукция вполне приемлемая, с некоторым запасом от индукции насыщения (для феррита N78 равна 0,5 Тл). Смотрим на кривую зависимости удельных потерь он индукции и частоты в спецификации на материал при частоте 20 кГц и , и получаем удельные потери в 127 мВт/см3. Объем сердечника из спецификации VС=5210 мм3=5,21 см3.

В итоге получаем потери в сердечнике:

Но обратим внимание, что потери в феррите очень сильно падают с ростом температуры. Так при температуре сердечника в 100 °С удельные потери составят всего 50 мВт/см3 и потери в сердечнике:

Но удельное сопротивление меди наоборот достаточно сильно растет с ростом температуры, соответственно потери в обмотках будут увеличиваться с ростом температуры обмоток. Поэтому при выборе оптимальной конфигурации трансформатора следует оценивать общие потери и при комнатной температуре, и при 100 °С, и оценивать полученный результат исходя из требований к разработке в целом (рабочий температурный диапазон, условия охлаждения).

Максимально возможная индуктивность вторичной обмотки 10,65 мкГн, что для выбранного сердечника соответствует:

Индуктивность вторичной обмотки не может быть больше расчетных ранее значений, поэтому мы вынуждены округлять полученную величины до меньших целых значений. При этом изменяться индуктивности и коэффициент трансформации, что приведет к росту максимального напряжения на ключе:

Теперь уточним максимальное значение тока первичной стороны, временные интервалы в номинальном режиме и среднеквадратичные значения токов (это нам понадобится для расчета потерь и выбора компонентов).

Максимальный ток первичной стороны:

Номинальный ток первичной стороны:

Время открытого состояния ключа в номинальном режиме:

Среднеквадратичное значение тока первичной стороны:

где

Ток вторичной стороны:

Время обратного хода:

Среднеквадратичное значение тока вторичной стороны:

где

Для расчета потерь на вихревые токи нам также понадобятся значения постоянной и переменной составляющих вторичного тока:

Питание контроллера должно быть в диапазоне 11,5÷16 В. При этом выбор оптимального напряжения весьма непрост - при низком его уровне контроллер может выключаться при отсутствии нагрузки на выходе преобразователя, а при высоком его уровне могут возникнуть проблемы с корректной отработкой режимов перегрузки и короткого замыкания. В данном случае можно остановиться на напряжении питания ШИМ - контроллера в 13В, что потребует следующего количества витков:

Поскольку количество витков не целое, надо выбрать или 11 витков, или 12 витков. В первом случае напряжение питания контроллера будет 12,6 В, во втором - 13,8 В. Остановимся на 12 витках обмотки питания контроллера, поскольку в первом случае слишком мал запас до максимально возможного напряжения отключения контроллера.

Теперь перейдем к конструированию трансформатора. В сетевых источниках питания всегда кладут сначала первичную обмотку, и этому есть несколько причин. Первичная обмотка чаще всего мотается гораздо более тонким проводом чем вторичная, поэтому потери в ней от протекания переменного тока (эффект близости) чаще всего можно считать пренебрежимо низкими. В ферритовом сердечнике с зазором в центральном керне в зазоре сконцентрировано мощное магнитное поле, вызывающее в близлежащих витках вихревые токи. Соответственно, когда ближе всего к зазору располагается тонкая обмотка, вред от этого эффекта минимален. Кроме того, в этом случае получаем существенный выигрыш от резкого снижения потерь в пассивном слое. Поскольку обмотки обратноходового трансформатора работают поочередно, т.е. не бывает случая, когда ток протекает одновременно и через первичную и вторичную обмотку, все магнитное поле сконцентрировано или внутри первичной обмотки (на прямом ходу), или внутри вторичной обмотки - в этом случае в поле попадает и первичная обмотка. Соответственно, как пассивный слой работает только первичная обмотка, и за счет малой ее толщины дополнительные потери в ней практически отсутствуют. Следующая причина расположения первичной обмотки внутри - требования электробезопасности - мы вынуждены обеспечить минимальные пути утечки между цепями, связанными с сетью, и сердечником трансформатора в 6 мм. Если первичная обмотка располагается сверху, гораздо сложнее обеспечить ее надежную изоляцию от сердечника в соответствии со стандартом.

Лучшие статьи по информатике

Рынок систем атмосферных оптических линий связи
Современные средства связи и управления в основном работают в радиодиапазоне, но важную роль начинают играть информационные каналы работающие в других диапа ...

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

Физические принципы работы и способы применения обнаружителей пустот
Для получения доступа к сведениям, носящим конфиденциальный характер, в любой организации средствами технической разведки злоумышленника (чащ ...