2.8. Расчет коэффициента полезного действия

Коэффициентом полезного действия (КПД) источника питания η_ист называется отношение активной мощности, выделяющейся в нагрузке Р_н к мощности, поступающей из питающей сети Р_вх:

. (43)

Активная мощность, поступающая из сети, теряется в трансформаторе , в вентилях , в сглаживающем фильтре и в стабилизаторе .

Потери в трансформаторе определяются по формуле:

, (44)

где η_тр – КПД трансформатора;

S_т – габаритная мощность трансформатора.

Потери в вентилях:

, (45)

где I_VD – средний ток в вентиле;

U_пр – прямое падение напряжения на вентиле;

N – число последовательно включенных вентилей выпрямителя.

Потери в сглаживающем емкостном фильтре можно не учитывать.

Потери в стабилизаторе:

, (46)

где U_вх – напряжение на входе стабилизатора;

I_вх – входной ток стабилизатора;

U_d – напряжение в нагрузке.

Таким образом, КПД источника питания:

. (47)

2.9. Составление принципиальной электрической схемы

По результатам расчетов и выбора типа элементов составляется принципиальная электрическая схема источника питания. В ней должны быть предусмотрены дополнительные элементы, с помощью которых производится отключение сетевого напряжения (SA1), защита от перегрузки и короткого замыкания по входу (FU1), индикация включения на неоновой лампочке HL1 с ограничительным резистором R1 или на светодиоде HL2 c ограничительным резистором R2 и защитным диодом VD1. В расчетно-практической работе следует применить один из двух индикаторов включения. Пример выполнения принципиальной электрической схемы двухполярного источника питания представлен на рис. 1.11. Схема должна быть выполнена в соответствии с требованиями ГОСТ 2.700- 79 ЕСКД. Условные графические обозначения элементов с необходимыми размерами приведены в приложении 2 и в [11].

Вопросы к защите ргр

1. Структурная схема источника питания с трансформатором на входе. Назначение элементов схемы.

2. Нарисуйте схему однополупериодного однофазного выпрямителя с активной нагрузкой и его временную диаграмму работы. Чему равно выходное напряжение такого выпрямителя? Как изменится выходное напряжение выпрямителя при подключении параллельно нагрузке конденсатора?

3. Нарисуйте схему двухполупериодного однофазного выпрямителя с общим проводом с активной нагрузкой и его временную диаграмму работы. Чему равно выходное напряжение такого выпрямителя? Как изменится выходное напряжение выпрямителя при подключении параллельно нагрузке конденсатора?

4. Нарисуйте схему мостового однофазного выпрямителя с активной нагрузкой и его временную диаграмму работы. Чему равно выходное напряжение такого выпрямителя? Как изменится выходное напряжение выпрямителя при подключении параллельно нагрузке конденсатора?

5. Работа выпрямителя на емкостный фильтр. Временная диаграмма работы. Внешняя характеристика.

6. Нарисуйте схему выпрямителя с удвоением напряжения. Объясните работу схемы.

7. Для чего в источниках питания применяется стабилизатор напряжения? Приведите схему стабилизатора на стабилитроне и транзисторе.

8. Объясните порядок расчета стабилизатора на микросхеме.

9. Объясните порядок расчета стабилизатора на стабилитроне и транзисторе.

10. Для чего в источниках питания применяется сглаживающий фильтр? Что такое коэффициент сглаживания?

11. Упрощенный расчет однофазного трансформатора.

12. Как определить КПД источника питания?

13. Как выбрать тип диода для выпрямителя?

14. Как выбрать транзистор для стабилизатора?