2 Методика розрахунку блока живлення

2.1 Загальні відомості

Функціональна схема блока живлення зображена на рис. 1. Розрахунок блока живлення здійснюється в такій послідовності:

1. вибір схеми випрямлення;

2. розрахунок параметрів та вибір вентилiв;

3) вибір та розрахунок згладжувального фiльтра;

4) розрахунок та вибір силового трансформатора;

5) вибір і розрахунок стабілізатора напруги.

Звичайно завдання на розрахунок блоку живлення дається в такому виді: розрахувати джерело живлення на струм та напругуз деякою нестабільністю напруги на навантаженніта на вході; при цьому вказуються тип та особливість навантаження, а також коефіцієнт пульсаціїна навантаженні.

Основним при проектуванні БЖ є вибір схем випрямляча та стабілізатора з подальшим розрахунком їх параметрів та вибором елементів.

2.2 Розрахунок напівпровідникового випрямляча

2.2.1 Вихідні дані для розрахунку

Розрахувати випрямляч – це означає вибрати необхідну схему випрямлення, визначити тип та кількість вентилiв, вибрати схему згладжувального фільтра та визначити параметри його елементів, визначити параметри силового трансформатора. Звичайно, задача розрахунку випрямляча допускає декілька рішень, бо кількість величин, що треба визначити, більша за кількість рівнянь, які можна скласти при заданих умовах. Тому основна задача при розрахунку зводиться до технічного обґрунтування і вибору рішень, що найбільш відповідають вимогам.

Основними вихідними даними для розрахунку є:

–випрямлена напруга, величина якої повинна відповідати максимальному значенню вхідної напруги стабілізатора ;

–випрямлений струм, величина якого повинна відповідати струму регулюючого транзистора ;

–коефіцієнт пульсації на виході випрямляча;

–напруга мережі живлення;

–частота мережі (або).

Розглянемо методику розрахунку випрямляча.

2.2.2 Вибір схеми випрямлення

Вибір схеми випрямлення виконується з завдання на розрахунок та аналізу характеристик різних схем випрямлення.

Однофазна однопівперіодна схема (рис. 4) застосовується в основному при роботі на ємнісне навантаження. Схема досить проста, дозволяє працювати без трансформатора, має мінімальну кількість елементів, але дає велику змінну складову випрямленої напруги, котра важко згладжується, має високу зворотну напругу на вентилі, неефективно використовується трансформатор.

	,
Рис. 4 Однофазна однопівперіодна схема випрямлення та її часові діаграми

Однофазна двопівперіодна схема з середньою точкою (рис 5) застосовується, як правило, при ємнісному та індуктивному навантаженні. Як і однофазна однопiвперiодна, схема використовується при малих потужностях (до 1 кВт). Переваги схеми: підвищена частота пульсації, мінімальна кількість вентилів, можливість використання вентилів з загальним катодом або анодом. Недоліки: ускладнення конструкції трансформатора, гірше його використання у порівнянні з мостовою схемою, висока зворотна напруга.

	,
Рис. 5 Однофазна двопівперіодна схема випрямлення з середньою точкою та її часові діаграми

Однофазна мостовасхема (рис. 6) найбільш застосовується у тих випадках, коли випрямляч повинен віддавати великі струми при малих напругах. Вона має найкращі техніко-економічнi данi. Схема використовується в основному при малих вихідних потужностях. Переваги схеми: підвищена частота пульсацій, низька величина зворотної напруги, ефективне використання трансформатора. До недоліків схеми можна віднести: необхідність чотирьох вентилiв, підвищений спад напруги у вентильній групі, ускладнення схеми.

Для отримання середніх потужностей (декілька кіловат) застосовують трифазні схеми. Трифазні схеми досить розповсюджені у випрямлячах для отримання порівняно невисоких напруг при великих струмах (зарядка акумуляторів, силове навантаження та ін.).

Трифазна нульовасхема (рис. 7) забезпечує достатньо високу частоту пульсацій. Недоліками схеми є: неефективне використання трансформатора, підмагнічування осердя трансформатора постійним струмом.

Трифазна мостова або схема Ларіонова (рис. 8) використовується в потужних випрямлячах при випрямленні високих напруг, що утворюють велику зворотну напругу. У схемі найкраще використання трансформатора та найвища частота пульсацій. При середніх та великих потужностях схема найкраще працює при індуктивному навантаженні. Недоліки схеми: велика кількість вентилiв, підвищене падiння напруги у вентильній групі.

Рис. 6 Однофазна мостова схема випрямлення та її часові діаграми

,

	, ,
Рис. 7 Трифазна схема випрямлення з нульовою точкою та її часові діаграми
	, ,
Рис. 8. Трифазна мостова схема випрямлення та її часові діаграми