Расчет г - образного lc - фильтра.

В сильноточных цепях (I 1А) LC - фильтр лучше, т.к. индуктивность хорошо сглаживает относительно большой ток.

Выбираем дроссель Д 227 с параметрами: [Лист 6-7, табл.5.1,5.2]

L_{одн.обм.} = 2,5 Гн - для одной обмотки

I_подм. = 0,05А

Соединяем обмотки параллельно:

Определяем требуемое значение коэффициента сглаживания.

К_п = 0,67 - для двухполупериодного выпрямителя, работающего на активную нагрузку. Это же значение можно принять на входе LC – фильтра, т.к. у него нет входной сглаживающей емкости.

Для Г-образного фильтра K_п.вх.ф = K_п выпрямителя, работающего на чисто активную нагрузку.

U_С.расч. можно принять таким же, как для выбора конденсатора С1 в

П - образном CLC - фильтре т.е. U_С.расч.= 45В.

В качестве конденсатора выбираем К 50-6 с параметрами: [Лист 4-5, табл. 3.2]

U_ном=50В

C_ном=100мкФ (ближайшее большее стандартное значение)

Расчёт crc – фильтра

Применяется для выпрямителей малой мощности (≤ 10Вт). Для таких фильтров R нагрузки велико, порядка 10кОм. Чем больше R, тем меньше токи. В RC – фильтре относительно больше потери напряжения и энергии, чем в LC, но габариты у RC меньше.

25% - это потери напряжения в CRC - фильтре.

По графику определяем Н: Н = 770 при А=0,8

В качестве С1 выбираем конденсатор К 50-6 с параметрами: [Лист 4-5, табл. 3.2]

U_ном = 50В

C_ном =47мкФ (ближайшее большее стандартное).

Уточняем фактический коэффициент пульсаций:

Определим коэффициент сглаживания фильтра (S):

Принимаем: U_C2.расч. = U_{С1.расч.} = 49,3В

В качестве С2 выбираем конденсатор К 50-6 с параметрами: [Лист 4-5, табл.3.2]

U_ном=50В

С_ном=100мкФ

Выбор активного сопротивления фильтра:

Определяется с учетом КПД фильтра. При КПД=0,8

Округляем до ближайшего стандартного 130 Ом, [Лист 1,табл.1.1]

Определяем расчетное значение мощности сопротивления фильтра P_{R.Ф.расч.}

В качестве R фильтра выбираем резистор:

[Лист 1, табл. 1.1] по ряду Е24 МЛТ – 0,5; R=130 Ом

Выпрямитель

Расчет параметров выпрямителя, работающего на Г-образный LC – фильтр.

Находим расчетные значение электрических величин в соответствии с формулами приведенными в таблице:

Схема выпрямителя	U2	I2	I1	Sr
1б
1в

Здесь:

U₂ – действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора.

I₂ – действующее значение тока вторичной обмотки.

I₁ – действующее значение тока первичной обмотки.

Sr – габаритная мощность трансформатора.

Расчет параметров выпрямителя, работающего на C, CRC, CLC – фильтры.

Сх. в.	U2	I2	I1	Sr	Uобр.max	Iпр.ср.
1а
1б
1в

В выше приведенной таблице B и D – это расчетные коэффициенты. Они определяются в соответствии с методом Терентьева по графикам, в зависимости от величины коэффициента А.

Рассмотрим расчет для ранее выбранного CLC – фильтра и мостового выпрямителя:

При А=0,65; В=1,38

При А=0,65; D=1,85

Ранее был выбран диод Д223 с U_обр.max=50 В, следовательно он не подходит, поэтому мы заменяем его на Д223 А с U_обр.max=100 В.

Расчет трансформатора

Согласно ГОСТ 22050-76 трансформаторы при частоте сети 50Гц и S_г≤100 В·А изготавливаются на магнитопроводе марки ШЛМ. (Ш – образный, ленточный, с уменьшенным отношением ширины окна к толщине навивки). При S_г≥100 В·А – на магнитопроводе ПЛМ.(П – образный, ленточный, с уменьшенным отношением ширины окна к толщине навивки).

Габаритные размеры этих магнитопроводов представлены на рисунке N.

Здесь S_ст – площадь поперечного сечения стержня магнитопровода,

S_ст – площадь окна магнитопровода.

а) Магнитопровод типа ПЛМ [1, стр.430]

б) Магнитопровод типа ШЛМ.

Рисунок N.

Здесь:

K_M - коэффициент заполнения окна магнитопровода медью обмоток.

Значение K_M зависят от S_Г и принимаются в соответствии с таблицей:

SГ , ВА	KM
0,1 0,50	0,22 0,28
50 150	0,28 0,34
150 300	0,34 0,36
300 1000	0,36 0,38

К_С - коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью.

К_С = 0,93 0,95 при толщине ленты 0,2 0,35 мм.

В = (1,5 1,6) Тл. Это индукция, ее значение принято ранее при расчете сопротивления трансформатора R_ТР .

η – коэффициент полезного действия. Определяется по графику η = f (S_Г).

[Лист 11]

η = 0,71 при S_Г = 4,5 В·А

j = (3 2) А / мм² - плотность тока в обмотках трансформатора. Она принята ранее при определении сопротивления трансформатора R_ТР .

Выбираем стандартный магнитопровод с произвольным сечением больше расчетного (можно брать больше на 1-2 ступени, чтобы вошли обмотки). [Лист 8, табл.6.1].

ШЛМ 16х20

Здесь и – выбранные в соответствии с [Лист8, табл.6.1] номинальные площади поперечного сечения стержня и окна магнитопровода.

с = 9 мм - ширина окна магнитопровода

h = 26 мм - высота окна магнитопровода

= 3,2 см² - номинальная площадь поперечного сечения стержня магнитопровода.

Определяем количество витков обмотки высокого напряжения (ВН).

– падение напряжения в обмотках. Определяется по графику

, [Лист 11]

Округляем до ближайшего целого значения W₁ = 1858 витков.

Определяем количество витков обмотки низкого напряжения (НН).

Округляем до ближайшего целого значения W2 = 387 витков.

Выбор проводов для обмоток.

Найдем расчетное значение диаметра обмотки высокого напряжения (первичной обмотки).

Выбираем провод марки ПЭВ-1 с ближайшим большим стандартным отношением [Лист 9-10, табл.7.1]

Здесь:

d1 - диаметр провода первичной обмотки без изоляции (меди).

D1 - диаметр провода первичной обмотки с изоляцией.

ПЭВ – провод медный круглого сечения, эмалированный с поливинилацетатной изоляцией типа винифлекс. [1, стр. 440]

Выбираем провод обмотки НН (вторичной обмотки).

Выбираем провод марки ПЭВ-1 с отношением

[Лист 9-10, табл.7.1]

Рассмотрим чертеж поперечного разреза трансформатора

На чертеже поперечного разреза трансформатора приняты обозначения:

ε₁ – расстояние между обмотками и ярмом магнитопровода. Рекомендуемая величина 2-5 мм;

ε ₂=(1-2) мм, расстояние между первичной обмоткой и средним стержнем;

ε ₃=(1-4) мм, расстояние между обмотками и правым стержнем;

δ_1,2=(0.5-1) мм, толщина изоляции между обмотками (лакоткань)

δ₁ – толщина первичной обмотки

δ₂ – толщина вторичных обмоток

В схеме однофазного однополупериодного выпрямителя (1а) и однофазного двухполупериодного мостового выпрямителя (1в) предусмотрено две вторичных обмотки. Это показано на чертеже поперечного разреза трансформатора.

В схеме однофазного двухполупериодного выпрямителя с нулевой точкой предусмотрено четыре вторичных обмотки.

Расчет радиальных размеров обмоток.

W₁₁ – число витков первичной обмотки в одном слое.

W₁₁ округляется до меньшего целого числа.

Принимаем W₁₁=162 витка в одном слое обмотки ВН

m₁=число слоёв первичной обмотки.

Принимаем m₁ = 12 слоёв обмотки ВН

δ₁ – толщина обмотки ВН

W₁₂ – число витков вторичной обмотки в одном слое

W₁₂=115 витков в одном слое обмотки НН

m₂=4 слоя обмотки НН

δ₂ – толщина обмотки НН

Для схем 1а, 1в:

Здесь С_расч – расчётная ширина окна магнитопровода.

Для схемы 1б:

К_р – коэффициент разбухания слоёв обмоток.

К_р=1.2-1.3

С_расч<C

8.63мм<9мм

Следовательно обмотки поместятся на магнитопроводе.

Если С_расч>С, надо взять следующий больший типоразмер магнитопровода и повторить расчёт W₁ и W₂ и радиальных размеров обмоток.

Схема источника питания +/- 5В.

Спецификация (перечень элементов)

Поз. обозначение	Наименование	Кол-во	Примечание
Т	Трансформатор на	1
	магнитопроводе типа
	ШЛМ 20*32
	W1=958 D1=0.2мм
	W2=90 D2=0.64мм
	Транзисторы
VT1,VT4	КТ646Б	2	С Т.О.
VT2, VT5	КТ315А	2
VT3, VT6	КТ315А	2
	Диоды
V1, V2	КД205Д	2
	Стабилитроны
V3, V4	К433А	2
	Резисторы
R1, R8	МЛТ-2,0 5,1 ом	2
R2, R9	МЛТ – 0.125 1500 ом	2
R3, R10	МЛТ-0.125 0.51 Мом	2
R4, R11	МЛТ-0.125 110 ом	2
R5, R12	МЛТ-0.125 24 ом	2
R6, R13	МЛТ-0.125 82 ом	2
	Конденсаторы
С1, С2	К50-60 25В 2000мкФ	2
С3, С4	К50-60 25В 4000мкФ	2