Для схеми з подвоєнням напруги

 

 

 

,де Р - потужність підвищувального автотрансформатора.

 

 

 

Завдання до розрахунково-графічної роботи

Розрахунок випрямляча

За вихідними даними згідно зі своїм варіантом (таблиця А1 додат­каА) розрахувати малопотужний випрямляч.

Вихідними даними при розрахунках є: номінальна напруга мережі живлення U₁, В, вихідна напруга на навантаженні U_н, В, опір навантаження

, Ом. де U₀= 1,1 ¸ 1,2 U_Н, амплітуда пульсацій напруги на наванта­женні (для схеми з подвоєнням напруги - коефіцієнт пульсацій), %.

Накреслити повну схему заданого типу випрямляча (із фільтром) та нанести на ній вихідні дані, одержані розрахункові дані, типи і параметри вибраних елементів.

У розрахунковій частині випрямляча виконати таке:

1. Для двопівперіодних схем із виводом нульової точки і мостової:

• виконати розрахунок LC або транзисторного фільтра, вибра­ти відповідні елементи та перевірити спад напруги на фільт­рі, при цьому напруга на навантаженні має відповідати зада­ній U_н,

• розрахувати випрямний пристрій - діоди вибираються за се­реднім випрямленим струмом І_{вип.сер} і амплітудою зворотної напруги U_зв.max,

• розрахувати трансформатор чи автотрансформатор з визна­ченням струмів І₁, І₂, потужності трансформатора та необхід­ної кількості витків первинної і вторинної обмоток, а також діаметрів проводів d₁ і d₂.

2. Для випрямляча з подвоєнням напруги:

• за вихідними даними випрямляча розрахувати параметри та вибрати із довідника випрямні діоди;

• розрахувати систему живлення - автотрансформатор (трансформатор) з вибором магнітопроводу і параметрів обмоток;

• розрахувати транзисторний фільтр з вибором транзистора та всіх елементів фільтра;

• провести перевірку значення випрямленої напруги на навантаженні, вона має відповідати заданій.

Приклади виконання розрахунково-графічної рокоти

Розрахунок двопівперіодного випрямляча

Вихідні дані

U₁ = 380В; U_Н = 29В;

R_H = 36 Ом, ∆ U_Н = 2,6% U_H.

 

Розрахунок LC фільтра

3.1.1 Визначаємо струм навантаження І_н (І₀):

3.1.2. Відносна частота пульсацій випрямленої напруги на навантаженні ∆ U_Н

 

∆ U_Н =2,6·10^-2 × 29 = 0,75 В.

 

3.1.3 Ємність конденсатора С_о на вході фільтра:

Вибираємо два електролітичні конденсатори типу К50-7 по 300 мкФ. При цьому С₀ =600 мкФ. Номінальна напруга конденсаторів U_с ³1,5 × U₀ = 1,5 × 29 = 43,5 В» 50 В.

 

3.1.4 Коефіцієнт пульсацій випрямленої напруги на вході фільтра:

 

Необхідний коефіцієнт згладжування

 

 

Таким чином, К_згл < 25, то вибираємо одноланковий П-подібний фільтр. При К_згл > 25 необхідно вибирати дволанкові фільтри.

 

3.1.5 Визначаємо добуток L_фС_ф за формулою

 

Вибираємо ємність С_ф так, щоб індуктивність дроселя не переви­щувала 5¸10 Гн. Приймаємо С_ф = 30 мкФ. При цьому маємо

 

 

3.1.6 Виходячи з повної довжини зазору в осерді дроселя /=1 мм, визначаємо переріз осердя Q_С.:

 

 

кількість витків фільтра

диметр проводу обмотки

переріз обмотки

За добутком Q_с Q_w = 10,5 ×2 = 21 см⁴ із таблиці А2 (додаток А) ви­бираємо Ш-подібніпластини типу Ш20 з перерізом вікна Q₀ = 3 см²

Для вибраного типу пластин ширина середнього стержня а = 2 см, ширина вікна

b = 1см, висота вікна h =3 см.

3.1.7 Перевіряємо значення випрямленої напруги на навантаженні, для чого визначаємо середню довжину обмотки L _w та опір проводу обмот­ки R_w:

спад напруги на фільтрі ∆ U_Ф = R_W I₀ = 4,32 ×0,67 = 2,98В» З В,

а напруга на навантаженні U_H = U₀- ∆U_Ф = 29 - 3 = 26 В, що прак­тично допускається.

Розрахунок випрямляча

3 1.8 Для вибору типів діодів розрахуємо зворотну напругу на діодах:

U_зв = 1,57- U₀ = 1,57-29 = 45,5 В.

Середній струм через діод І_с = 0,5 × І₀ = 0,5 × 670 = 375 mА.

Вибираємо діод КД205Д за такими даними: максимально допустимий (середній) прямий струм І_доп.пр =0,5А; максимально допустима зворо­тна напруга U_{зв доп} = 100 В.

Розрахунок трансформатора

3.1.9 Визначаємо опір трансформатора:

3.1.10 Для мостової схеми напруга на вторинній обмотці трансформатора:

 

 

де Ri — активний опір діода, дорівнює 2 Ом. Тому приймаємо, що U₂ = 31 В.

3.1.11 Струми:

 

 

3.1.12 Розраховуємо габаритну потужність трансформатора за формулою

 

 

3.1.13 Якщо обмотки трансформатора будуть виконані проводом марки ПЕЛ, що в більшостівипадків так і є, то добуток площини осердя трансформатора Q_с на площину вікна осердя Q_о буде

Q_c Q₀ =1,6- P_Г =1,6-53,4 = 85,5см⁴.

Із таблиці А2 за значенням добутку Q_c×O_o вибираємо пластини Ш-28 з площиною вікна Q₀ = 5.88 см². шириною середнього стержня а = 2,8 см, висотою h = 4,2 см і шириною вікна

b =1.4 см. При цьому пере­різ осердя Q_c буде

необхідна товщина пакета пластин

Відношення . Це відношення рекомендується брати вмежах 1¸2. Якщо це відношення вийде за межі, то необхідно вибрати ін­ший вид пластин

 

3.1.14 Визначаємо кількість витків W₁ і W₂ та діаметри проводів d₁ і d₂ первинної і вторинної обмоток трансформатора із таблиці A3 додатка А