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

Приемник многоканальной линии связи
Любое радиоприемное устройство включает в себя приемную антенну, радиоприемник и оконечное устройство, служащее для воспроизведения сигналов. Существует классификация радиоприемник ...

Принцип работы оптоволоконных сканеров отпечатков пальцев
Идентификация по отпечаткам пальцев - на сегодня самая распространенная биометрическая технология. По данным International Biometric Group, доля систем распознавания по отпечаткам пальце ...

Проектирование усилителя напряжения
Прежде чем начать рассчитывать усилитель, выберем некоторые его элементы и условия моделирования. В качестве транзисторов будем использовать нашедшие широкое применение в прак ...