Суммарные потери в ключе:

Р_п = Р _VTст + Р _{VT дин} + Р _VDст + Р _VDдин = 3,0 + 41,5 + 2,2 + 0,55 =

= 47,25 Вт.

Формирование траектории переключения транзистора, приведенной на рис. 2.12, позволяет значительно уменьшить коммутационные потери мощности и повысить надежность работы инвертора [25].

 

 

Рисунок 2.12 — Временная зависимость тока и напряжения ключей

инвертора с использованием цепи формирования траектории

переключения транзисторов

 

Уменьшение динамических потерь в транзисторе при включении достигается путем последовательного включения в коллекторную цепь индуктивности, шунтированной обратным диодом с последовательно включенным мощным стабилитроном, ускоряющим процесс вывода энергии из индуктивности.

Минимум потерь при включении достигается при выполнении условия [25]:

 Выбираем дроссель Д17-1 с параметрами [Приложение Ж]: L = 0,02 мГн; Iп = 25 А; fгр = 100 кГц; R = 0,015 Ом, диод 2Д245А с параметрами [Приложение С]: Uобр = 400 В; Iп = 10 А; fгр = 200 кГц; стабилитрон Д815А с параметрами [Приложение Т]: Ucт = 5,6 В; Iст max = 1,4 А; Р = 5 Вт.

Расчетная мощность стабилитрона определяется энергией, накопленной во вспомогательной индуктивности, рассчитывается по выражению:

Для уменьшения динамических потерь в транзисторе при его выключении и защиты его от перенапряжений используют RCD-цепь. Суммарные потери в транзисторе и RCD-цепи зависят от величины емкости конденсатора. При отношении времени заряда конденсатора до напряжения источника питания ко времени выключения транзистора, равном , наблюдается минимум динамических потерь, и величина емкости конденсатора определяется из соотношения:

.

Выбираем конденсатор [Приложение Е] К78-2 с емкостью С = 5,6 нФ и U_Сном = 1000 В.

Диод, включенный последовательно с конденсатором, выбирается из условий максимального импульсного зарядного тока конденсатора, который равен коллекторному току транзистора, и обратного напряжения, прикладываемого к диоду, равного напряжению источника питания. Выбираем диод 2Д230Б, имеющий характеристики [Приложение С]:

U_{обр max} = 600 В; I _имп = 60А; t _восст = 0,5 мкс.

Сопротивление зарядного резистора выбирается из условия ограничения тока заряда конденсаторов RCD-цепей на уровне максимально допустимого импульсного коллекторного тока транзистора при коммутации ключей стойки инвертора, работающей на повышенной частоте в режиме х.х. при максимальном напряжении питающей сети. Однако в данной схеме этот ток ограничивается индуктивностью, установленной последовательно с транзистором, на уровне тока нагрузки, следовательно, зарядный резистор не нужен.

Разряд конденсатора RCD-цепи осуществляется при открытом транзисторе, относительная длительность включенного состояния которого определяется, как . При многократной модуляции с широтно-импульсным регулированием по синусоидальному закону относительная длительность открытого состояния ключей высокочастотной стойки инвертора изменяется в диапазоне от 0 до 1. При γ, изменяющейся в диапазоне от 0 до 0,5, времени для разряда конденсатора может быть недостаточно, но и ток, протекающий через транзистор, меньше, чем 0,5 I_нmax, так как cos φ = 0,87, т.е. близок к единице, и перенапряжение на транзисторе в этом случае невелико (меньше напряжения питающей сети) и определяется по выражению:

Конденсатор RCD-цепи в этом случае дозаряжается до напряжения источника питания.

Сопротивление разрядного резистора определяется выражением:

Расчетная мощность разрядного резистора:

Выбираем резистор ОМЛТ-2 — 1,8 кОм [Приложение Г].

 Динамические потери в транзисторах с цепями формирования траектории рабочей точки находим из выражения [25]:

где  — отношение времени заряда конденсатора к времени выключения транзистора (времени нарастания тока в дросселе к времени включения транзистора).

Мощность потерь по цепи управления транзистора незначительна, и ею можно пренебречь.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: