Проектирование дросселя чопперной схемы DC - DC преобразователя

где температура  перегрева для первой группы эксплуатации ∆Т=30°С; действующая проницаемость  сердечника µ_s=100, коэффициент теплоотдачи α=1.2x10^-3

Подставив данные в вышеприведенную формулу, получим:

 

                

Выбираем  из стандартного ряда ШИМ сердечник Ш 3х3 из магнитомягкого феррита 1500НМЗ из стандартного ряда по ГОСТ 18614-79,:

- L=12 мм 

-Н=6мм

- S=3 мм

-  l_о=3мм5

- l₁=2,5мм

- h=4мм

- длина магнитной линии 1_с=26,4мм;        

- Площадь поперечного сечения S_c=10,5 мм ². Из этих данных найдем площадь окна: S_OK = 2hl₁ = 2 х 6,5 х 4 = 20 мм ²      

Вычислим  объем магнитопровода по формуле:

 

Получим, что V_ш = l,147 см³

Магнитопровод подходит по тепловому условию. Определим величину

зазора:            

 
4.2 Определение числа витков на обмотке дросселя

 
Число витков определяется по формуле:

Подставив данные в формулу и, просчитав, получим:

      

 
4.3 Проверка сердечника по условию максимальной магнитной индукции

      Проверяем сердечник по условию максимальной магнитной индукции:                В < 0,9 В_mах , где В рассчитывается по следующей формуле:

Получим,    

     Для выбранного феррита значение индукции насыщения для частоты 10кГц В_mах=0.38Тл.

      Из  этого неравенства можно сделать  вывод, что сердечник проходит по условию максимальной магнитной индукции.

 
 

4.4 Проверка  на вместимость меди в окно сердечника

 
Площадь сетки: S_M =S_{np ×} W

     Исходя  из условия что максимальная плотность  тока j=5 А/мм², найдем диаметр провода:    

Площадь сетки:     

 

  Площадь окна S₀=20 мм²,             

S_M < S₀ , следовательно условие прохождения выполняется.

 
 
 
 
 
 
 
 

5   Выбор  материалов и покрытий

 
Конструкция дросселя состоит из деталей, материалы  которых имеют

предельные  температуры эксплуатации: подходящие по условию работы дросселя. Так как в данной работе необходимо спроектировать дроссель для серийного назначения, то каркас для данного изделия необходимо изготовить методом горячего литья под  давлением из термореактивной пластмассы.

     Для надёжности эксплуатации катушку индуктивности нужно обернуть двумя слоями пленки, защитив провод от внешних механических воздействий.

Для крепления дросселя на печатной плате  необходимо при изготовлении каркаса вставить 4 вывода из провода МТ-1,0. К этим же

выводам  будут припаиваться и проводники дросселя.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6.  Метрологическое  обеспечение разработки и изготовления  дросселя фильтра чопперной схемы.

     Технологическое приспособление (ТП) служит для измерения  входных и выходных токов и напряжений, а также коэффициент пульсации. ТП представляет собой нестандартный измерительный прибор, в состав которого входит генератор прямоугольных импульсов и серию измерительных приборов, функционально объединенных в электрическую схему и конструктивно выполненных в виде измерительного блока. В данной работе предусмотрены контактные устройства для подключения выводов дросселя, адаптированные под конструкцию к разработанному прибору.

     В процессе выполнения опытных конструкторских  работ проверка параметров разработанного изделия производилась в программе Electronics Workbench. Результаты проведенных опытов приведены в Приложении А.

    Контроль  геометрических параметров осуществляется замером габаритных размеров с помощью штангельциркуля ГОСТ 166-73. При увеличенных размерах конструкции детали следует обработать дополнительно. При уменьшенных размерах деталь относят к браку, и ее следует переделать.   

1. Схема контроля при разработке.
2. Метрология при производстве.

 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

     В результате проделанной работы был разработан дроссель фильтра чопперной схемы. В процессе работы был рассмотрен метод понижения напряжения при помощи чопперной схемы с использованием ШИМ, а также дроссель фильтра был проверен на устойчивость работы, на условие максимальной магнитной индукции и на вместимость меди в окно. Данный элемент прошел проверку по всем показателям. Из этого можно сделать вывод, что дроссель, изготовленный по данным, приведенным в ТЗ рабочий и готов к эксплуатации.

     Выбор материалов производился исходя из экономической целесообразности в условиях серийного производства. Все выбранные материалы отвечают техническим требованиям и требованиям группы эксплуатации.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Приложение  А

 

Схема метрологического контроля  изделия ЗБАТ.712456.003

на состветствие ТУ в производственных условиях.

 
 
 
 
 
 
 
 

1. Изделия  прошедшие метрологический контроль следует считать годными к

эксплуатации, и подлежат дальнейшей установке  в РЭС.

2. Изделия не прошедшие метрологический контроль следует отправить в изолятор

брака, для выяснения причин несоответствия ТУ.

 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы

1. «Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры»/ Под ред. Т. С. Найвельта. - М: Радио и связь, 1985. - 412 с.
2. Куневич А. В., Сидоров И. Н. «Индуктивные элементы на ферритах». -СПб: Лениздат,1997. - 475 с.
3. Северис Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания. - М: Энергоатомиздат, 1988. - 432 с.
4. Куневич А. В., Сидоров И. Н. «Индуктивные элементы на ферритах». -СПб: Лениздат,1997. - 475 с.
5. Северис Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания. - М: Энергоатомиздат, 1988. - 432 с.