12. Расчет источника питания
После расчета усилителей определяют напряжение питания схемы усилителя мощности напряжение питания Uо, и ток Iо получают исходные данные для расчета выпрямителя.
Исходные данные для расчета:
- величина выпрямленного напряжения …………………………..U0;
- величина выпрямленного тока ……………………………………...I0;
- коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения ……...Кn;
- напряжение питания сети ...................................................... Uс;
- схема выпрямителя .................................................... _______ ;
- мощность дополнительной обмотки и напряжение ......... Рз, Uз;
- частота сети питания ........................................................ 50Гц .
Порядок расчета
Примем падение напряжения на фильтра Uф=(01,0,2)·U0
Выбираем тип диода.
Определяем среднее значение напряжения на входе фильтра.
Uв=U0+Uф.
Ориентировочно определяем параметры для расчета выпрямителя.
Для данной схемы I0=Uв(tgθ–θ)=(U/rπ)A, откуда находим параметр А, приняв, что r≈(0,07÷0,1)·Rн :
Rн=Uв/I0 , r = rтр + Rд .
Для схемы выпрямителей по таблице и графику определяем основные параметры В, D , F и H .
Кгр= U2/ U1 .
По графикам или по формулам находят соответствующие параметры выпрямителя и рассчитывают фильтр. Коэффициент пульсаций на выходе выпрямителя должен находиться в пределах Кпв=(5÷10)% и определяют его по формуле: : Кпв= 100 Н/ rС
Рис.28. Принципиальные схемы выпрямителей
Рис.29 Графики зависимостей коэффициентов от коэффициента А
Таблица 1.
Основные расчетные соотношения для расчета выпрямителя.
Схема |
А |
U2 |
I2 |
I1 |
Рин |
Двухполупериодная со средней точкой |
1,57r/ Rн |
ВUв |
0,5 D I0 |
0,707DI0/Кгр |
0,85ВD Uв I0 |
Мостовая |
1,57r/ Rн |
ВUв |
0,707D I0 |
0,707DI0/Кгр |
0,707ВDUв I0 |
Задаваясь коэффициентом пульсаций, определяют емкость конденсатора в микрофарадах. Коэффициент пульсаций на нагрузке не более 0,01. После выбора схемы и получения параметров выбирают диоды (табл. 2).
Таблица 2.
Основные расчетные соотношения для определения параметров диодов .
Наименование параметра |
Схема |
|
Двухполупериодного со средней точкой |
Мостовая |
|
Обратное напряжение на диоде, Umax |
2,82BU0 |
1,41BU0 |
Средние значение тока диода, Iд ср |
0,5I0 |
0,5I0 |
Действующее значение тока диода, Iд |
0,5DI0 |
0,5DI0 |
Амплитудное значение тока диода, Iд max |
0,5FI0 |
0,5FI0 |
Количество диодов в схеме |
2 |
4 |
13. Расчет фильтра
Определяем коэффициент фильтрации фильтра Кф=Кпв/Кпн .
По
заданному коэффициенту пульсаций Кпв
выбирают емкость конденсатора, задаваясь
Кпв=
(5÷15)%.Коэффициент
фильтрации при Г - образном фильтра
должен быть не более Кф≤200,
если больше,
то увеличивают число фильтров
, где n–
число
последовательно включенных фильтров.
Коэффициент Кф
можно найти
по выражению
Кф=(pω)2LCф–1,
отсюда
LCф=(K+1)/(ωp)2
. Р– число
импульсов за период.
Если L в Гн, а С в мкФ и частота сети 50 Гц, получим :
LC=10(+1)/p2 .
Собственная частота фильтра ω0=1/
=
(pωм)*1/2
, где ωМ–
частота сети.
Величину емкости можно определить при принятом значении коэффициента пульсаций, а на выходе выпрямителя Кпв по соотношению :
Св= (100Н/Кпв)·r , r = rтр+Rд
Рабочее напряжение конденсатора Uс=1,41·В Uв, выбирают конденсатор и проверяют Кпв и коэффициент фильтрации Кф, приняв Сф=С и находят L индуктивность дроселя:
L=10(кф+1)/p2Cф.
Находят активное сопротивление фильтра rдр= Uдр/ I0.
После выбора параметров проверяют условие резонанса :
CфL=4/(pω)2 .
Если условие выполняется, то параметры L, rдр, I0 дают возможность конструктивного расчета дросселя.
Приложение 1. – Стандартный ряд постоянных напряжений
0,25 |
0,4 |
0,6 |
1,2 |
2,4 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
(6,3) |
9,0 |
(10,0) |
12,0 |
(12,6) |
15 |
20 |
24 |
27 |
30 |
40 |
48 |
60 |
80 |
100 |
(125) |
150 |
200 |
250 |
(300) |
400 |
(500) |
600 |
800 |
1000 |
12500 |
1500 |
2000 |
2500 |
3000 |
4000 |
5000 |
6000 |
8000 |
10000 |
12000 |
15000 |
20000 |
25000 |
|
|
Приложение 2. – Ряды Е номинальных ёмкостей конденсаторов и сопротивлений резисторов
Індекс ряда |
Номинальные значения (единицы, десятки, сотни пФ, нФ, мкФ, Ом, кОм, МОм, ГОм) |
Точность, % |
|||||||||||
Е3 |
1,0 |
|
|
|
2,2 |
|
|
|
4,7 |
|
|
|
|
Е6 |
1,0 |
|
1,5 |
|
2,2 |
|
3,3 |
|
4,7 |
|
6,8 |
|
|
Е12 |
1,0 |
1,2 |
1,5 |
1,8 |
2,2 |
2,7 |
3,3 |
3,9 |
4,7 |
5,6 |
6,8 |
8,2 |
|
Е24 |
1,0 |
1,2 |
1,5 |
1,8 |
2,2 |
2,7 |
3,3 |
3,9 |
4,7 |
5,6 |
6,8 |
8,2 |
|
1,1 |
1,3 |
1,6 |
2,0 |
2,4 |
3,0 |
3,6 |
4,3 |
5,1 |
6,2 |
7,5 |
9,1 |
||
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Задание на курсовой проект
№ |
Uвх , МВ |
Rдж , Ом |
Pн , Вт |
Rн , Ом |
fн , Гц |
fв , КГц |
Mв |
Mн |
γ, % |
S |
Схема выпрямителя |
|
|
Примечание |
1 |
4 |
50 |
1 |
10 |
20 |
16.5 |
1.3 |
1.4 |
5 |
4 |
мостовая |
|
|
1. коэффициент пульсаций для однотактного усилителя мощности Кп =0.1%
2. Двухтактного Кп=0.05%
3. Предварительный усилитель Кп=0.01% |
2 |
5 |
59 |
1.2 |
15 |
25 |
16 |
1.25 |
1.3 |
5.2 |
4.2 |
||||
3 |
4.5 |
60 |
0,5 |
100 |
30 |
17.2 |
1.35 |
1.35 |
6.2 |
4.3 |
||||
4 |
6 |
100 |
0,6 |
17 |
40 |
18.1 |
1.2 |
1.3 |
6.1 |
5 |
||||
5 |
6.2 |
600 |
1.5 |
19 |
35 |
19 |
1.35 |
1.25 |
5.2 |
3.5 |
Со средней точкою тр. |
|
|
|
6 |
4.2 |
550 |
0,7 |
60 |
45 |
18.3 |
1.3 |
1.3 |
4.0 |
5.2 |
||||
7 |
4.7 |
400 |
1.0 |
40 |
38 |
17.5 |
1.25 |
1.4 |
5.6 |
4.8 |
||||
8 |
5 |
90 |
1.5 |
35 |
48 |
16.4 |
1.3 |
1.25 |
6.4 |
6.1 |
||||
9 |
5.1 |
120 |
0.8 |
30 |
35 |
17.0 |
1.35 |
1.3 |
6.2 |
6.2 |
||||
10 |
6.2 |
450 |
1,2 |
40 |
40 |
17.6 |
1.35 |
1.25 |
5.1 |
5.1 |
||||
11 |
7 |
500 |
0.9 |
45 |
38 |
16.4 |
1.22 |
1.35 |
5.2 |
4.5 |
мостовая |
|
|
|
12 |
6.8 |
610 |
1.1 |
50 |
42 |
18 |
1.38 |
1.25 |
4.3 |
7 |
||||
13 |
6.4 |
450 |
0.7 |
12 |
28 |
18.5 |
1.4 |
1.4 |
6.2 |
6.3 |
||||
14 |
5.3 |
490 |
1,1 |
17 |
39 |
17.1 |
1.25 |
1.25 |
6.8 |
7.4 |
||||
15 |
4.8 |
70 |
1.5 |
20 |
41 |
17.6 |
1.3 |
1.3 |
7 |
7 |
||||
16 |
4.0 |
120 |
1.3 |
25 |
25 |
1.9 |
1.4 |
1.4 |
5.1 |
6.3 |
||||
17 |
5.4 |
95 |
1.2 |
19 |
42 |
19.2 |
1.4 |
1.35 |
6.1 |
6.4 |
средней точкою т-ра |
|
|
|
18 |
4.9 |
700 |
0.8 |
14 |
37 |
18.3 |
1.35 |
1.3 |
6.0 |
6.1 |
||||
19 |
3.5 |
750 |
1.5 |
70 |
39 |
18.0 |
1.3 |
1.37 |
5 |
5.2 |
||||
20 |
3.8 |
54 |
0.5 |
65 |
40 |
17.2 |
1.28 |
1.25 |
5.1 |
5.0 |
||||
21 |
4.1 |
42 |
1.8 |
75 |
27 |
16.4 |
1.2 |
1.38 |
5.2 |
5.3 |
||||
22 |
4.6 |
620 |
1.1 |
80 |
29 |
17.1 |
1.3 |
1.38 |
7 |
7 |
||||
23 |
4.9 |
540 |
1.2 |
62 |
35 |
16.5 |
1.25 |
1.3 |
6.1 |
6.0 |
Мостовая схема |
|
|
|
24 |
5.3 |
570 |
1.3 |
8 |
50 |
18 |
1.35 |
1.2 |
6.5 |
5.8 |
||||
25 |
5.6 |
400 |
12 |
12 |
47 |
18.2 |
1.36 |
1.25 |
5.6 |
5.2 |
||||
26 |
6.1 |
610 |
0,6 |
14 |
45 |
17.4 |
1.3 |
1.24 |
7 |
6.3 |
||||
27 |
6.0 |
125 |
1.1 |
41 |
40 |
16.1 |
1.28 |
1.3 |
6.3 |
4.9 |
||||
28 |
5.7 |
140 |
1.2 |
46 |
41 |
177.2 |
1.3 |
1.25 |
7 |
5.6 |
||||
29 |
5.6 |
135 |
1,0 |
35 |
42 |
16 |
1.25 |
1.3 |
5.1 |
5.1 |
||||
30 |
4 |
52 |
2 |
40 |
45 |
17 |
1.3 |
1.25 |
5 |
4 |
||||
31 |
4.5 |
40 |
2.5 |
20 |
25 |
17 |
1.35 |
1.3 |
5.1 |
5 |
||||
32 |
5 |
59 |
1.2 |
15 |
25 |
16 |
1.25 |
1.3 |
5.2 |
4.2 |