Разработка принципиальной схемы

Трансформатор проще всего выполнить на ферритовом кольце марки Epocon N87 R16 0x9 6x6,3 проводом МГТФ 0,12 по 13 витков на обмотку. [3]

Схема драйвера.

Драйвер необходим для согласования развязывающего трансформатора с ключами инвертора. Для этого используется UCC 37324 [3]. Питание микросхемы осуществляется от тактируемых импульсов с трансформатора. Для защиты микросхем от импульсов обратной полярности в цепь питания ставится резистор R1 сопротивлением 3Ома и диод VD1 - 10BQ040. Сигнал управления снимается с резистивного делителя R2, R5 номиналами 1кОм и 2,7кОм соответственно.

Преобразующий элемент (повышающий трансформатор).

Для уменьшения массогабаритных показателей будем использовать планарный трансформатор фирмы Payton [4]. Планарные трансформаторы фирмы Payton обладают высоким кпд, низким электромагнитным излучением, малыми размерами и весом.

Частота ШИМ равна 125кГц

Ток нагрузки равен 0,5А

Исходя из этих данных выбираем трансформатор типа T50 DC P. N.16452. Этот трансформатор работает с мощностью до 400Вт, с частотой до 2.5МГц; максимальный ток 50А; при этом имеет габаритные размеры: 30х22х10 мм.

Ключи инвертора.

Можно воспользоваться транзисторами IRFP054 фирмы International Rctifier [5]. Параметры IRFP054:

Uси = 60В

Iс = 70А

Pси = 230Вт

S = 25000мА/В

Для обеспечения нормальной работы транзисторов и сглаживания импульсных всплесков параллельно цепи питания включаем конденсатор из расчёта 2мкФ на 1В [3]. С9 - 100мкФ 50В.

Выпрямительный мост и сглаживающий фильтр.

Через выпрямительный мост протекает ток 0,5А. Обратное напряжение имеет всплески до 2Uпит, (до 900В). Для данной цели выбираем диодный мост Шоттки FBS 10-06SC. Он имеет Uоб = 600В, Imax = 6,6A, Cj = 9пФ. Параллельно каждому из диодов моста включаем RC цепочку, которая сглаживает выбросы напряжения с трансформатора и ограничивает полосу пропускания. Для эффективной фильтрации необходимо иметь С7, С8, С9, С11 по 0,1нФ, а R7-R10* по 27Ом. [6]

C12 - 1мкФ необходим для фильтрации высоких гармоник.

Дроссель L1 ставится для подавления синфазной помехи и имеет как со стороны входа так и со стороны выхода одинаковые ёмкости примерно по 1мкФ на 1В. В итоге имеем: С13, С14 - 470 мкФ 500В.

Драйвер ключей трёхфазного двигателя.

В качестве драйвера используется микросхема IR2130, которая имеет следующие характеристики [8]:

напряжение коммутации до 600В

напряжение подаваемое на затворы ключей 10-20В

независимое управление шестью мощными ключами

управляемая защита от сквозных токов, блокирует выходы

логические входы

Резисторы R24,R25 используются для подстройки необходимого тока затворов ключей; R26,R27 задают порог срабатывания защиты. Номиналы для цепей коррекции выбраны в соответствии с рекомендацией [9].

рис. 11

Ключи управления двигателем.

Uси не менее 450В

Ic не менее 0,5А

IRFPC60 имеет следующие характеристики:

Uси = 600В

Iс = 16А

Pси = 280Вт

S = 13000мА/В

Система стабилизированного питания.

Для обеспечения мобильности устройства в качестве питающего элемента выбран комплект батарей с суммарным напряжение 36 В.

Разные напряжения питания микросхем обусловили применение нескольких стабилизаторов:

LM7805 имеет на выходе напряжение +5В для питания микроконтроллера

LM7812 имеет на выходе напряжение +12 В для питания микросхем буферного усилителя UCC37324 и драйвера ключей двигателя.

Читайте также

Проектирование мультивибратора на трёх логических элементах серии КМОП
Генераторы - специальные элементы цифровых устройств, предназначенные для формирования последовательности электрических сигналов различной формы. Генераторы обеспечивают работу цифровог ...

Модернизация охранной сигнализации университета
Безопасность собственного имущества издревле была одной из главных забот человека. Для защиты от несанкционированного вторжения в жилище, хищения вещей и пожара человечество придумало не ...

Последовательность технологических операций формирования структуры с диэлектрической изоляцией
Прежде чем начать изложение основного материала моей курсовой работы, стоит ввести определения некоторых понятий, которые в дальнейшем будут широко использоваться в данной работе. Инт ...