Примеры задач по преобразователям с решениями

Пример 1.

Исходные данные. Имеется преобразователь напряжения с выпрямителем и выходным сглаживающим фильтром, схема которого показала па рис. 5.15. Его параметры: Е_к = 60 В, JV_n = W_n = 00 вит., fV_2l = W₂₂ = 50 вит.,.

/₀| = *23 = ⁵ мкс"'04 = ^T = ²⁰ мкс.

Определите величину наряжения на нагрузке злого источника (все элементы идеальные).

Рис. 5.15. Схема источника питания

Решение. Напряжение на входе сглаживающего фильтра (диод VD3) источника питания имеет вид, показанный на рис. 5.16.

Рис. 5.16. Форма выходного напряжения выпрямителя Постоянная составляющая равна.

где  — коэффициент трансформации;

 — коэффициент заполнения импульса.

Пример 2.

Исходные данные. Форма напряжения на выходе инвертора имеет вид, показанный на рис. 5.17.

Рис. 5.17. Напряжение на выходе инвертора.

Определите оптимальное значение коэффициента заполнения импульсов управления инвертором (у = /_и/(0,5Г)) с точки зрешш минимального содержания третьей и пятой гармоник.

Решение. Гармонические составляющие выходного напряжения .для прямоугольного сигнала имеют следующую зависимость от коэффициента заполнения импульсов [7]:

Согласно этому выражению построим регулировочные кр! шые для трех гармоник к=, к=3 и к= 5 (рис. 5.18).

Рис. 5.18. Гармонические составляющие выходного напряжешы шшертора.

Из графических зависимостей видно, что минимальное содержание третьей и пятой гармоник имеет место при у = 0,73.

Пример 3.

Исходные данные. Имеется однолистный конвертор с обратным включением выпрямительного диода (рис. 5.19). Параметры схемы: ?_К = 60В±5%, U₀ = 20В±1%, =150вит., W₂ = 75вит.

Рис. 5.19. Конвертор напряжения.

Определите минимальное значение коэффициента заполнения при идеальных ключах.

Решение. На выходе трансформатора в номинальном режиме максимальное напряжение 30 В, так как.

Среднее значение напряжения на выходе U₀ = уU_]. Минимальный коэффициент заполнения соответствует максимальному отклонению напряжений, т. е.

Пример 4.

Исходные данные. Имеется конвертор напряжения (рис. 5.20) на базе полумостового инвертора с параметрами: W_x =w_2l=W₂₂ = 50вит., Е_к = 60 В, у = 0,85, ток нагрузки /₀ = 1,5… 10 А.

Опредечите напряжение на коллекторе закрытого транзистора (VT1 или VT2) и максимальное значение тока в первичной цепи трансформатора /.

Рис. 5.20. Конвертор напряжения

Решение. Напряжение на коллекторе закрытого транзистора нс превышает уровень напряжения питания, т. е. U_{K VT1} = U_{K VT2} * 60 В.

Максимальное значение тока в первичной цепи трансформатора равно [31]:

Таким образом, задача решена и созданы условия для выбора полупроводниковых элементов.