3.2 Расчет выпрямителя

Исходными данными для расчета выпрямителя являются напряжение питающей сети U_C, число фаз питающей сети m, частота питающей сети f_C, выпрямленное напряжение U₀, выпрямленный ток I_H.

Расчет выпрямителя сводится в основном к выбору вентилей. Вентили выбираются по величине среднего, амплитудного и ударного тока, а также по величине обратного напряжения. Из /6/ для двухполупериодной схемы выпрямителя с нулевой точкой имеем

(3.10)

где I_Bср – средний ток диода; I_Bm – максимальный ток диода; U_m – максимальное обратное напряжение на диоде; U₂ – действующее напряжение на вторичной обмотке трансформатора; U_0X – выпрямленное напряжение в режиме холостого хода; I₂ – действующее значение тока через диод и вторичную обмотку трансформатора.

Для рассматриваемого варианта находим I_Bср=4/2=2 А, I_Bm=4 А, U_m=3,14·35,5=111,4 В, I₂=0,71·4,8=3,41 А. По рассчитанным данным с учетом ударного тока выбираем из /12/ низкочастотный диод типа 2Д202Д со следующими параметрами:

Табл. 6

№ п/п	Параметр	Значение
1	среднее прямое напряжение, В	1
2	средний обратный ток , мА	1
3	постоянное обратное напряжение, В	100
4	постоянный прямой ток (при температуре 130 °С), А;	3
5	рассеиваемая мощность, Вт;	6
6	тепловое сопротивление переход-корпус, К/Вт;	3,5
7	максимальная температура перехода диода, °С.	130
8	импульсный прямой ток (при длит. 10 мс и частоте 50 Гц), А	30

Внешний вид диода приведен на рис. 17.

Рис. 17 Диод 2Д202Д

Уточняем напряжение холостого хода выпрямителя

(3.11)

где U_R, U_X – падение напряжения на активном и реактивном сопротивлениях трансформатора; U_B – падение напряжения на вентилях; U_L – падение напряжения на активном сопротивлении дросселя.

С целью упрощения расчетов принимаем U_R+U_X=(0,05–0,1)U₀. Из справочных данных диода имеем U_B=1 В. Согласно рекомендациям /6/ падение напряжения на дросселе принимаем U_L=0,1U₀. Для рассматриваемого варианта находим U_0X=35,5+1,78+1+3,5=41,8 В. Уточняем обратное напряжение на диоде U_m=3,14·41,8=131,3 В < 200 В.

Расчет дополнительного источника питания проводится аналогичным образом: I_Bср=0,37/2=0,19 А, I_Bm=0,37 А, U_m=3,14∙12,86=40,3 В, I₂=0,37∙0,71=0,26 А. По рассчитанным данным с учетом ударного тока выбираем из /12/ низкочастотный диод типа КД106А со следующими параметрами:

№ п/п	Параметр	Значение
1	среднее прямое напряжение, В	0,045
2	постоянное обратное напряжение, В	100
3	постоянный прямой ток (при температуре 130 °С), А;	0,3
4	рассеиваемая мощность, Вт;	0,5
5	тепловое сопротивление переход-корпус, К/Вт;	2,5
6	максимальная температура перехода диода, °С.	130
7	импульсный прямой ток (при длит. 10 мс и частоте 50 Гц), А	2

Табл. 7

Рис. 18 Диод КД106А

Пользуясь формулами, приведенными в /6/, можно найти параметры, необходимые для расчета или выбора трансформатора.

(3.12)

Габаритная мощность трансформатора для рассматриваемого варианта:

P_T=1,34·(4·35,5+12,86∙0,373)=197 Вт