Лекции.ИНФО


Проектирование выпрямительной схемы



В схемах питания электронной аппаратуры в основном применяются схемы выпрямителей, показанные на рисунках 4.1 - 4.5

Цель расчета выпрямителя: определить токи и напряжения обмоток транс­форматора, его мощность, выбрать диоды и найти емкость конденсаторов фильтра. Надо отметить, что в большинстве случаев применяют прос­тейшие фильтры в виде конденсатора большой емкости.

Исходными данными для расчета являются:

схема выпрямителя;

UО – постоянное напряжение на выходе выпрямителя;

IО – ток на выходе выпрямителя;

UС – сетевое напряжение;

fС – частота питающей сети;

KП% – коэффициент пульсаций (относительная величина пульсаций выпрямленного напряжения в процентах от величины среднего напряжения на выходе выпрямителя).

Формулы для расчета выпрямителей с емкостным фильтром приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Формулы для расчета схем выпрямителей

№ схемы m IВ, А UОБР, В IМАХ А RВ, Ом U2, В I2, А IВД, А PГАБ, ВА
4.1 2,82Ч·ВЧU0 Ri+ 2PО
4.2 2,82Ч·ВЧU0 Ri+Rт 1,7PО
4.3 1,41Ч·ВЧU0 Ri+Rт 1,5PО
4.4 1,41Ч·ВЧU0 Ri+Rт 1,5PО
4.5 2,82Ч·ВЧU0 Ri+Rт 1,5PО

В таблице 4.1 приняты следующие обозначения:

IВ – среднее значение выпрямленного тока вентиля,

UОБР – обратное напряже­ние на вентиле,

IМАХ – максимальный ток (амплитудное значение) вентиля,

RВ – внутреннее сопротивление выпрямителя,

U2 – напряжение на вторичной обмотке трансформатора,

I2 – ток вторичной обмотки трансформатора,

IВД – действующее значение тока через вентиль,

PГАБ – габаритная мощность трансформатора,

m – число фаз выпрямления,

IО - ток нагрузки выпрямителя,

UО – напряжение на нагрузке выпрямителя (на конденсаторе фильтра),

РО = UОЧIО – мощность нагрузки;

B, F, D – вспомогательные расчетные коэффициенты, определяемые по графикам на рисунке 4.6.

 

 

Рисунок 4.1 – Однополупериодный выпрямитель Рисунок 4.2 - Двухполупериодный выпрямитель

 

Рисунок 4.3 - Мостовой выпрямитель

Рисунок 4.4 - Выпрямитель с удвоением напряжения

Рисунок 4.5 - Мостовой выпрямитель со средней точкой

Методика расчета выпрямителя заключается в расчете ряда основных характеристик выпрямительных диодов и трансформатора выпрямителя. По данным, полученным в процессе расчета, используя справочники, выбирают марку диодов для выпрямителя, марку и тип конденсатора фильтра. Последовательность действий при расчете приведена ниже.

Определяем внутреннее сопротивление вентиля

, (4.1)

где, UП – прямое падение напряжения на диоде (0,4 – 0,5 В для германиевых диодов, 1,0 – 1,1 В для кремниевых диодов).

Определяем внутреннее сопротивление обмоток трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке

, (4.2)

где j – плотность тока в обмотках трансформатора (3 ё 5) А/мм2;

B – индукция магнитного поля в сердечнике. Она равна В = (1,1 ё 1,3)Т для пластинчатых сердечников и В = (1,5 ё 1,6)Т – для ленточных сердечников трансформаторов;

K - расчетный коэффициент. К = 2,0 ё 2,3 для схем на рисунках 4.1 – 4.3 и рисунка 4.5, для схемы на рисунке 4.4 коэффициент К = 0,5 ё 0,6.

Определяем основной расчетный коэффициент А.

, для схем на рисунках 4.1 –4.5. (4.3)

, для схем на рисунке 4.5. (4.4)

Определяем вспомогательные коэффициенты В, F, D.

Вспомогательные коэффициенты В, F, D, определяются по графикам, приведенным на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 - Графики для определения расчетных коэффициентов

С помощью коэффициентов В, F, D, по формулам таблицы 4.1, проводим расчет всех указанных в таблице параметров выпрямителя.

По значениям UОБР, IВД находим тип выпрямительных диодов. Выбранные из справочника диоды должны по своим параметрам превосхо­дить расчетные значения.

Определяем емкость конденсатора фильтра.

Емкость конденсатора фильтра находят по эмпирической формуле:

. (4.5)

В заключение расчета следует выбрать марку диода и тип конденса­тора [4 ].

При этом нужно указать тип конденсатора, его номинальную емкость и номинальное напряжение. Номинальная емкость выбранного конденсатора должна быть не менее полученной по формуле (4.5). Номинальное напряжение конденсатора должно быть не менее чем на 20% превосходить значение напряжения на нагрузке U0.









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-15; Просмотров: 221;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная