Componente pentru convertorul de tensiune cc-cc

4.5.6. Componente pentru convertorul de tensiune c.c.—c.c.

Alegerea componentelor pentru convertorul de ten­siune c.c.—c.c. constituie o etapă de maximă importanţă în eforturile de asigurare a unei fiabilităţi sporite a stabili­zatorului de comutaţie.

Solicitările la curenţi şi tensiuni, la care trebuie să reziste aceste componente, depind de tipul convertorului, într-un convertor de tensiune c.c.—c.c. eu revenire compo­nentele suportă tensiuni mai mari decît cele de tip di­rect. Ca urmare, tranzistorul comutator şi dioda D se vor alege din categoria dispozitivelor cu tensiuni de străpun­gere mai mari.

În vederea reducerii pierderilor în comutare se vor ale­ge tranzistoare şi diode rapide. Tranzistoare de joasă frecvenţă ca 2N 3055 sau diodele redresoare sînt inadecvate pentru stabilizatoarele de comutaţie.

Tranzistorul comutator trebuie să prezinte tensiuni de saturaţie (V_CES > V_BES) sînt mai mici. Se recomandă utiliza­rea unor tranzistoare bipolare de comutatie (2N 2905, 2N 3445, 2N 3447, BSX 35, BSX 45, 2N 3553, BDY 93, BDY 94, BU 205, BU 208).

La tranzistoarele de putere mare, se înseriază în bază circuite de optimizare a comutării, în vederea reducerii pierderilor pe fronturi. Aceste circuite realizate din bobine rezistente, condensatoare, bobine şi diode de comuta­ţie, corectează forma de undă a curentului de comandă.

Proiectarea circuitelor de optimizare a comutării se efectuează în funcţie de tranzistorul comutator ales. Pre­zentarea lor depăşeşte cadrul lucrării.

Dioda din convertor se alege, urmărindu-se ca tensiu­nea de deschidere V_F şi timpul de revenire să fie cît mai mici. în funcţie de tensiunea inversă V_R pe care trebuie să o suporte se recomandă utilizarea următoarelor tipuri de diode :

1. pentru tensiuni V_R<10V — diode de tip Schottky — V_F şi timp de revenire foarte mici — ROD 01 UTY 210;
2. pentru tensiuni 10V <V_R<30V — diode cu siliciu cu tensiuni V_F mai mici de 1 V şi timp de revenire de 0,1 µs — 1 N 3380, FD 666, 1 M 4322;
3. pentru tensiuni V_R>30V -— diode cu siliciu cu ten­siuni V_F=1,4 şi timpi de revenire 0,5 µs, — IN 922, IN 3957, IN 5282.

În proiectarea bobinei L o atenţie deosebită se acordă alegerii materialului pentru miez, sub aspectul gabaritu­lui şi al caracteristicii de saturaţie. Este preferabil că acest material să prezintă o caracteristică de saturaţie moale, în scopul evitării vîrfurilor de curent excesive, care apar în cazul caracteristicii abrupte, cînd curentul de ieşire este suficient de mare pentru a împinge miezul puternic în saturaţie.

La frecvenţe în jur de 2^;5 kHz şi puteri sub 300 W se recomandă utilizarea de miezuri din fier silicios cu granuţie orientată. La frecvenţe de 50—100 kHz şi puteri mici şi medii se pot obţine rezultate bune utilizînd miezuri de ferită. Rezultate excelente se obţin cu miezuri sinterizate din parmalloy cu molibden.

Capacitorul de ieşire C₀ se alege din categoria capaci- toarelor cu un produs CV mare pe unitatea de volum. De­oarece amplitudinea tensiunii de ondulaţie la ieşire este dependentă de rezistenţa şi inductanţa serie echivalentă a capacitorului, alegerea se va orienta spre componente cu valori cît mai mici pentru aceşti parametri. La stabi­lizatoarele de comutaţie de putere mare se impune ca li­mită maximă pentru rezistenţă, respectiv inductanţa se­rie echivalentă a capacitorului de ieşire să nu depăşească cîţiva mΩ, respectiv cîţiva nH (la f=50 kHz).

Acest capacitor trebuie să suporte variaţii mari de curent (în special la convertoarele de tensiune c.c.—c.c. cu revenire). La frecvenţe mari această variaţie de curent poate conduce la distrugerea sa. Ca soluţie se recomandă folosirea de capacitoare a căror tensiune de străpungere să fie mai mare decît cea dictată de nivelul tensiunii de ieşire.

În conformitate cu domeniul de temperatură pe care va funcţiona stabilizatorul de comutaţie se vor utiliza ca­pacitoare electrolitice cu tantal (domeniu extins) sau cu aluminiu (domeniu comercial).