4.4 Розрахунок параметрів ділянки електричної схеми

Я виріши в в цьому розділі розрахувати вхідну ділянку імпульсного стабілізатора, зображену на малюнку 27.

В ній можна виділити три функціональних блоки: трансформатор, випрямляч та ємнісний фільтр.

Мал. 27. Схема принципова вхідного ланцюга

Розрахунок трансформатора

Вихідні дані для розрахунку:

U₁ = 220 B;

U₂ = 25 B;

I₂ = 1,5 A.

Визначаю габаритну потужність трансформатора за формулою:

.

За формулою знаходжу площу осердя трансформатора. Оскільки, потужність трансформатора менша 100 Вт, то в формулу підставляю значення 1,2.

.

Підбираю осердя за формулою , де а і b сторони осердя . Так, як осердя трансформатора броневе Ш-типу (мал. 28.), то з довідника вибираю потрібний типорозмір. Габарити магнітопроводу: а = 2,8 см, b = 3,0 см.

Мал. 28. Броневий Ш-подібний магнітопровід із штампованих пластин

Знаходжу реальну площу осердя трансформатора:

.

Реальна потужність трансформатора рівна:

.

Знаходжу величину вхідного струму І₁, тобто струму первинної обмотки трансформатора:

.

Знаходжу діаметри проводу первинної і вторинної обмоток:

;

.

Знаходжу за формулою кількість витків первинної і вторинної обмоток:

;

.

Розрахунок випрямляча

Випрямляч розраховано по спрощеній методиці розрахунку, яка є вірною при вихідних потужностях до двох сотень ват і при умові, що частота мережі живлення f = 50 Гц.

Дано:

U₀ = 25 В;

I₀ = 1,5 А;

k_по = 0,5.

1. Обчислюємо значення зворотньої напруги на діодах U_зв, середнє значення сили струму І_ср та амплітудне значення сили струму І_m через діоди. В процесі розрахунку випрямляча ці значення уточнюються.

,

( ),

( ).

Аналізуючи довідникові дані, вибираємо необхідний тип діодів. В нашому випадку це кремнієві діоди КД202В, параметри яких наступні:

;

;

Для самоперевірки необхідно уточнити попередньо знайдені величини.

2. Визначаємо опір навантаження ( ).

3. Опір обмоток трансформатора приймаємо в межах для випрямлячів потужністю до 10 Вт і в межах для випрямлячів потужністю 10…150 Вт. Нехай опір вторинної обмотки рівний:

( .).

4. Знаходимо прямий опір випрямляючого діода за наближеною формулою , де - пряма постійна напруга на діоді.

5. Визначаємо активний опір фази випрямляча за формулою:

.

6. Вираховуємо основний розрахунковий коефіцієнт А за формулою:

.

7. По експериментально складеним графікам знаходимо допоміжні коефіцієнти В, D, F та Н, необхідні для розрахунку.

Мал. 29. Графіки визначення проміжкових коефіцієнтів

Проміжкові коефіцієнти рівні: В ≈ 0,9; D ≈ 2,2; F ≈ 6,5; Н ≈ 300.

8. Визначаємо о статочні параметри роботи схеми:

– значення напруги на вторинній обмотці трансформатора (в режимі холостого ходу);

– значення зворотної напруги;

– максимальне значення струму через випрямляючі діоди.

Розраховані дані не перевищують довідникових параметрів діодів, а отже діоди вибрано вірно.

Розрахунок фільтра

Обчислюємо вихідну ємність випрямляча (конденсатора-фільтра):

.

З номінального ряду ємностей вибираємо найближче значення 470 мкФ.