Расчет дросселя бустерной схемы DC DC преобразователя

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

Воронежский государственный технический университет

Кафедра "Радиоэлектронные устройства и системы"

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

"Элементная база радиоэлектронных средств и систем"

на тему:

"Расчет дросселя бустерной схемы DC – DC преобразователя"

Выполнила: студентка гр. РК - 041 Иванченкова А.А.

Принял: канд. физ-мат. наук Худяков Ю.В.

Воронеж

2006

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.. 3

1. Теоретическая часть. 4

1.1. Бустерная схема и основы ее проектирования. 4

1.1.1. Что такое бустерная схема. 4

1.1.2. Фаза заряда дросселя. 5

1.1.3. Фаза разряда дросселя. 7

1.2. Определение параметров бустерной схемы.. 9

1.2.1. Индуктивность дросселя L. 9

1.2.2. Емкость конденсатора С.. 12

1.2.3. Диод VD.. 13

1.2.4. Ключевой элемент. 13

1.3. Отличие реальной схемы от идеальной. 13

1.4. Проектирование дросселя для бустерной схемы.. 16

2. Практическая часть. 23

2.1. Алгоритм расчета параметров дросселя. 23

2.2. Выбор материалов. 25

Заключение.. 26

Библиографический список.. 27

Введение

В последнее время резко увеличился темп технического прогресса, научно-технической революции во многих областях современной техники и прежде всего в радиоэлектронике и автоматике.

Радиоэлектронная аппаратура и приборы автоматики предъявляют весьма жёсткие требования к качеству потребляемой ими электроэнергии, а в ряде случаев требует обязательного преобразования энергии первичного источника. Поэтому одновременно с прогрессом в автоматике и радиоэлектронике происходило бурное развитие преобразовательной техники и статистических средств вторичного электропитания РЭА, которые осуществляют необходимые преобразования электроэнергии (часто многократные), при этом обеспечивая требуемые значения питающих напряжений, как постоянного, так и переменного – однофазного или многофазного – токов; электроизоляцию цепей питания друг от друга и от первичного источника; высокую стабильность вторичных питающих напряжений в условиях значительного изменения первичного питающего напряжения и нагрузок; эффективное подавление пульсаций во вторичных питающих цепях постоянного тока.

Рассматриваемая в данном курсовом проекте бустерная схема DC – DC преобразователя используется в подвижных и стационарных автономных объектах различного назначения, снабжённых автономными первичными источниками электрической энергии типа аккумуляторных или солнечных батарей и т.д.

1. Теоретическая часть

1.1. Бустерная схема и основы ее проектирования

1.1.1. Что такое бустерная схема

В чопперной схеме стабилизатора невозможно принципиально получить выходное напряжение, которое по величине будет выше входного. Тем не менее, построить повышающий стабилизатор можно. Для этого необходимо воспользоваться так называемой бустерной схемой, схематическое изображение которой приведено на рис.1.

Рис.1. Базовая схема бустерного стабилизатора.

Ключевой элемент Кл, в качестве которого используется знакомый нам транзистор, подключен параллельно нагрузке RH и работает в импульсном режиме, то есть попеременно замыкается и размыкается с частотой преобразования. Диод VD блокирует нагрузку и конденсатор фильтра С от ключевого элемента в нужные моменты времени. Когда ключ замкнут, ток i3 от источника питания Un протекает через дроссель L, запасая в нем энергию. Диод VD при этом отсекает (блокирует) нагрузку и не позволяет конденсатору фильтра разряжаться через замкнутый ключ. Ток в нагрузку в этот промежуток времени поступает только от конденсатора С. Далее, когда ключ закрывается, ЭДС самоиндукции дросселя суммируется с выходным напряжением и энергия тока дросселя отдается в нагрузку. При этом выходное напряжение UH оказывается больше входного Un.

Следует обратить внимание на то, что, в отличие от чопперной схемы, дроссель L не является элементом фильтра, а выходное напряжение становится больше входного на величину, определяемую индуктивностью дросселя L и скважностью работы ключа. Рабочий цикл бустерной схемы также состоит из двух фаз: фазы заряда дросселя и фазы его разряда на нагрузку.

1.1.2. Фаза заряда дросселя

В данной фазе, схематически показанной на рис.2, ключевой элемент коммутирует нижний вывод индуктивного элемента к общему проводу схемы.

Рис.2. Зарядная фаза бустерного преобразователя.

Соотношение между напряжением на дросселе и током через него в общем случае определяется:

Поскольку в данном случае UL = U П а напряжение питания является постоянной величиной, то оба вывода дросселя оказываются подключенными к источнику питания с низким внутренним сопротивлением. Мы получаем очень интересный результат.

Итак,

а, проинтегрировав, получим простое выражение для тока заряда дросселя:

Давайте осмыслим полученную формулу. Предположим, что в момент замыкания ключа ток в индуктивном элементе Lвообще отсутствует. После замыкания ключа ток i3 появляется в обмотке дросселя не скачкообразно, а начинает нарастать по линейному закону. Нарастание тока в дросселе будет происходить до тех пор, пока ключ не разомкнётся.

При прочих равных условиях (напряжении питания и

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать