АТП - Справочные материалы / Справочные данные по расчёту источников питания и параметров усилительных каскадов

С правочные данные

Таблица 1

Схема выпрямителя

Фильтр

Режим работы диодов

Параметры вторичной обмотки тр-ра

Действующий ток первичной обмотки, I1 д

Кп

fп

kr

Uобр max

Iпр ср

Iпр д

Iпр max

U2 д (фазное)

I2 д

Р2

Рис.1 а

RC

2,82BUн

0,5Iн

0,5DIн

0,5FIн

2BUн

0,5DIн

20,5BDPн

0,707DIн/пт

0,67

2fс

4,7

RL

3,14Uн

0,5Iн

0,707Iн

2Iн

21,11Uн

0,707Iн

20,78Pн

1,11Iн/пт

6,5

Рис.1 б

RC

1,41BUн

0,5Iн

0,5DIн

0,5FIн

BUн

0,707DIн

0,707BDPн

0,707DIн/пт

0,67

2fс

3,5

RL

1,57Uн

0,5Iн

0,707Iн

Iн

1,11Uн

Iн

1,11Pн

1,11Iн/пт

5,1

Рис.1 в

RC

2,44BUн

0,33Iн

0,33DIн

0,33FIн

3BUн

0,33DIн

30,33BDPн

0,816DIн/пт

0,25

3fс

6,9

RL

2,1Uн

0,33Iн

0,587Iн

Iн

30,855Uн

0,58Iн

30,5Pн

0,48Iн/пт

6,2

Рис.1 г

RC

1,22BUн

0,33Iн

0,256DIн

0,33FIн

30,576BUн

0,33DIн

30,19BDPн

0,578DIн/пт

0,057

6fс

4,5

RL

1,05Uн

0,33Iн

0,578Iн

Iн

30,43Uн

0,82Iн

30,35Pн

0,82Iн/пт

2,5

В Таблице 1: U_н, I_н – средние значения выпрямленного напряжения и тока на нагрузке; f_с – частота питающей сети; U_{обр max} – максимальное обратное напряжение на диодах; I_{пр ср} –среднее, I_{пр д} – действующее и I_{пр max} – максимальное (амплитудное) значения прямого тока на диодах; действующие значения U_{2 д} – напряжения и I_{2 д} – тока вторичной обмотки трансформатора; Р₂ – минимальная требуемая мощность вторичной обмотки трансформатора; f_п – частота и К_п – коэффициент пульсаций на выходе выпрямителя (на входе фильтра); k_r – коэффициент для расчета активного сопротивления вторичной обмотки трансформатора r_Тр; п_т  = U_1 д/U_2 д = w₁/w₂ – коэффициент трансформации, U_1 д и U_{2 д} – действующие значения напряжения в первичной и вторичной обмотках трансформатора, w₁ и w₂ число витков первичной и вторичной обмоток; коэффициенты B, D, F, H определяются либо по графикам, приведенным в справочниках, либо по приближенным формулам (1)–(4):

(1) ; (2) ; (3)

(4)

где (5)

р – число импульсов выпрямленного напряжения (числовой коэффициент в колонке f_п);

(6)

– сопротивление фазы выпрямителя; R_ф – активное сопротивление сглаживающего фильтра; r_д – дифференциальное сопротивление диода; n_д – количество последовательно включенных и одновременно работающих диодов;

(7)

– активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора; k_r – коэффициент (см. Таблицу 1); f_с – частота питающей сети (Гц); S – число стержней, магнитопровода трансформатора, несущих обмотки (S = 1 для магнитопроводов типа ШЛ и ОЛ, S = 2 для магнитопроводов типа ПЛ с обмотками на обоих стержнях, S = 3 для трехфазных трансформаторов); B_m – магнитная индукция в магнитопроводе для трансформаторов до 1000 В·А для сети 50 Гц принимается 1,2–1,6 Тл, для сети 400 Гц – 1,0–1,3 Тл.

Расчет фильтров

Основным параметром фильтра является коэффициент сглаживания , где К_{п. вх.} – коэффициент пульсаций на входе фильтра (см. Таблицу 1, К_п), К_{п. ф} – коэффициент пульсаций на выходе фильтра.

1. Индуктивный (рис.2а).

Коэффициент сглаживания . Отсюда .

2. Резистивно-емкостный (рис.2б).

Коэффициент сглаживания . Отсюда . Сопротивление фильтра необходимо выбирать в интервале 0,25R_н ≤ R_ф ≤ 0,65R_н. Рекомендуемое значение сопротивления фильтра R_ф  =  0,25R_н.

3. Индуктивно-емкостный Г-образный (рис.2в).

Коэффициент сглаживания . Для обеспечения индуктивной реакции необходимо, чтобы Отсюда .

4. Резистивно-емкостный П-образный (рис.2г).

П-образный резистивно-емкостный фильтр отличается от Г-образного RC-фильтра наличием еще одной емкости, включаемой на входе фильтра. Расчет таких фильтров проводят в два этапа, сначала рассчитывают емкость конденсатора на входе по формуле (мкФ), H(A) рассчитывается по формулам (5) и (4), r – по формулам (7) и (6), принимают равным 10% (или 2,5% для 3-хфазного мостового), затем рассчитывается С_ф2 по методике, изложенной в пункте 2 (при этом принимают К_{п. вх} = ).

5. Индуктивно-емкостный П-образный (рис.2д).

П-образный CLC-фильтр отличается от Г-образного LC-фильтра наличием еще одной емкости, включаемой на входе фильтра. Расчет таких фильтров проводят в два этапа, сначала рассчитывают емкость конденсатора на входе по формуле (мкФ), H(A) рассчитывается по формулам (5) и (4), r – по формулам (7) и (6), принимают равным 10% (или 2,5% для 3-хфазного мостового), затем, принимая, что оба конденсатора должны иметь одну и ту же емкость, рассчитывают L_ф из условия .

Замечание: При расчете индуктивно-емкостных фильтров необходимо убедиться в том, что индуктивность и емкость фильтра выбраны таким образом, что собственная частота фильтра меньше частоты pf_с более, чем в 2 раза .

Расчёт усилительного каскада

Приближенные формулы для пересчета h-параметров транзистора при включении его по данной схеме, если известны его h-параметры h_11Э, h_12Э, h_21Э, h_22Э, соответствующие включению транзистора по схеме с общим эмиттером (ОЭ):

– схема с общей базой (ОБ)

– схема с общим коллектором (ОК) .

В Таблице 2 приведены параметры усилительного каскада с эмиттерно-базовой стабилизацией для различных схем включения биполярного транзистора. Во всех случаях R_Б = R­₁||R₂, где R­₁ и R₂ – сопротивления в цепи делителя напряжения (Рис.3); R_Н – сопротивление нагрузки; R_Г­ – сопротивление генератора, если не оговорено, в первом приближении можно считать R_Г­ ≈ 0.

Таблица 2

Параметры усилителя		Схема включения транзистора
		с ОБ	с ОЭ	с ОК
Входное сопротивление цепи транзистора, rвх		h11Б	h11Э (при наличии в цепи эмиттера шунтирующего конденсатора СЭ ) (при его отсутствии)
Выходное сопротивление цепи транзистора, rвых
Входное сопротивление каскада, Rвх
Выходное сопротивление каскада, Rвых
Коэффициенты усиления	по току, Ki
	по напряжению, Ku