Рис. 3.67. Диаграмма изменения тока и напряжения при переключениях транзистора

Определяем выходную мощность сетевого выпрямителя Рвых.св, приняв КПД инвертора Т1инв равным 0,94:

Рвых.св = Ратах/Линв = 455/0,94 = 484 Вт.

Для фильтра сетевого выпрямителя выбираем конденсатор типа К50-29-450 В и определяем его емкость

Сф св= = = 46,3 МКФ,

* Uл,шnfmUa 198 400 6 11

где Uc- - допустимая амплитуда пульсаций для конденсатора К50-29-450 В при частоте выпрямленного тока 2400 Гц; m - количество фаз выпрямленного тока (для мостовой схемы выпрямления трехфазного тока m = 6).

С учетом допустимых разбросов и температурных уходов емкости выбираем конденсаторы типа К50-29-450 В-22 мкФ в количестве 5 шт и включаем их параллельно.

Выбор сетевого выпрямителя.

Для трехф азной мостовой схемы выпрямления средний ток через диод

1д.ср = 0,33Id = 0,33 1,83 = 0,6 А,

где Id - максимальное значение выходного тока сетевого выпрямителя;

Id = Рвых.св / Udmin = 484 / 265 = 1,83 А.

Максимальное значение обратного напряжения, приложенного к выпрямительному диоду, при работе на емкостную нагрузку

иобр.д = l,5Udmax = 1,5 341 = 511 В.

По прямому среднему току и максимальному обратному напряжению выбираем выпрямительный диод типа 2Д220В с параметрами:

Inp.cp = 3 А; Побртах = 600 В.

Выбор конденсаторов.

Для емкостного делителя напряжения полумостовой схемы инвертора выбираем пленочные конденсаторы для работы при напряжении 170 В типа К73-16-250 В с емкостью

С1 = С2 = Рвых.св / (4fn5Ug) = 484 / (4 20000 0,05 132,5) =

= 6,89 мкФ,

где 5 = Uc- / Uch - отношение допустимого значения пульсации Uc. на частоте 20 кГц к номинальному напряжению Uch конденсатора. Для конденсатора К73-16-250 В:

Uc- = 12 В; Uch = 250 В; 5 = 12 / 250 = 0,05.

Выбираем два конденсатора типа К73-16-250 В-3,9 мкФ. Тогда при параллельном соединении их получаем

С1 = С2 = 3,9-2 = 7,8.

Выбор напряжений трансформатора и параметров выходного выпрямителя.

Напряжение Ui первичной обмотки трансформатора, на которую подается напряжение с выхода инвертора,

Ui = 0,5Udmm - 2икэнас = 0,5 265 - 2 1,5 = 129,5 В,

где принимаем Пкэнас = 1,5 В для ненасыщенного режима работы транзистора.

Определяем минимальное значение напряжения U2min вторичной обмотки трансформатора с учетом прямого падения напряжения АПпр.д на диоде выпрямителя, коэффициента заполнения тактового промежутка импульсами инвертора и падения напряжения АПдр на дросселе фильтра:

U2min = 1,04Ubhx / kamax + АПпр.д + АПдр.

Малое значение АПпр.д имеют диоды Шоттки, поэтому задаемся падением напряжения 0,67 В, характерным для этих диодов.

Принимаем падение напряжения на дросселе фильтра при протекании постоянного тока равным 0,15 В, что характерно для дросселей типа Д13.

С учетом принятых значений

U2min = 1,04 5 / 0,85 + 0,67 + 0,15 = 6,93 В.

Принимаем напряжение вторичной обмотки равным 7 В. При этом коэффициент трансформации

Ктр = Ui / 7 = 129,5 / 7 = 18,5.

Определяем максимальное напряжение вторичной обмотки трансформатора для выбора типа диода

U2max = 0,5Udniax / Ктр = 0,5 341 / 18,5 - 9,2 в.

в рассматриваемой схеме выпрямления к диоду прикладывается максимальное обратное напряжение

Побртах = 2U2max = 2 9,2 = 18,4 В.

с учетом высокочастотных пульсаций, которые возникают при работе выпрямителя, выбирается диод с допустимым обратным напряжением Побр > 25 В. Этому условию удовлетворяет диод типа 2Д2998В.

Поскольку выходная мощность инвертора сравнительно большая (400 Вт), поэтому с точки зрения конструктивного исполнения целесообразно выполнить выходную часть схемы источника электропитания в виде двух каналов с мощностью каждого примерно 200 Вт. Выходные выпрямитель и фильтр в каждом канале рассчитываются на ток 30 А.

Определяем потери мощности в диодах выходного выпрямителя. Прямое падение напряжения у диода типа 2Д2998В равно 0,6 В при температуре 25 °С. При прямом токе через диод Хд = 30 А потери мощности в диодах выпрямителя

21дАипр.д = 2 30 0,6 = 36 Вт.

По полученному значению потерь проводится расчет теплоотвода для диодов.

Выбор выходного фильтра.

Индуктивность L дросселя выбирается из условия непрерывности тока при минимальной нагрузке, составляющей 20% от номинальной: