Дипломная работа: Проектирование трепанатора

2.6 Расчёт и обоснование элементов принципиальной схемы блока питания

Для обеспечения эксплуатационных характеристик рассматриваемого модернизируемого устройства – трепанатора, его необходимо питать от автономного источника питания (аккумулятора) или от сети 220 В с хорошей гальванической развязкой; для обеспечения безопасности пациента и медицинского персонала.

Из анализа возможных схем питания устройства следует, что обеспечить требуемую развязку можно только использованием трансформатора. С другой стороны, для работы инструмента требуется значительная импульсная мощность (»20 А, 50 В), что исключает применение прямого простого подключения через трансформатор, т. к. габариты и масса трансформатора на 1 кВт исключает его применение в качестве переносной аппаратуры. Поэтому необходимо сконструировать источник питания, удовлетворяющий противоречивым требованиям.

В качестве элемента, обеспечивающего согласование противоречивых требований возможно в данном случае применение конденсатора – накопителя, обеспечивающего необходимую импульсную мощность.

Таким образом, схема блока питания будет содержать три основных элемента: Трансформатор с выпрямителем, накопительный конденсатор, прерыватель – формирователь импульсов.

? ???????????? ? ???? ??????? ?????????? ? ??????????????? ??????????????????.

2.7 Расчёт трансформатора с выпрямителем

Определение мощности трансформатора производится исходя из мощности импульсов на выходе и скважности. Скважность q определяется соотношением:

где – период следования импульсов;

– длительность импульсов.

В данном случае

Мощность импульса определяется

В данном случае ,

Мощность трансформатора с выпрямителем получится в виде:

Коэффициент «3» взят с учётом потерь в ограничительном резисторе и не идеальности формирования импульсов.

Таким образом для расчёта трансформатора получаются следующие исходные данные:

Тогда

Площадь поперечного сечения сердечника определятся выражением:

Сечение провода определяется из плотности тока