2.2 Расчёт выпрямителя на нагрузку ёмкостного характера

осуществляется на основе методики, изложенной [2].

Исходные данные (номинальные значения): выпрямленное напряжение в нагрузке U_ОН = 11 В, выпрямленный ток в нагрузке I_О = 0,1 А; коэффициент пульсации выпрямленного напряжения на нагрузке k_ПН = 1%; напряжение сети U₁ = 220 В; частота сети f_С = 50 Гц; рабочий диапазон температур Т_ОКР = -6080^ОС; мощность в нагрузке Р_ОН = U_ОН I_О = 110,1 = 1,1 Вт.

Применим однофазную мостовую схему выпрямления с фильтром, начинающимся с конденсатора; обозначим его С_О.

Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения на конденсаторе С₀ принимается равным К_п.вх = 515 %. Примем К_п.вх = 5.

Напряжение на выходе схемы выпрямления:

U₀ = U_0H[1+0.01 (U_Ф/U_0H)_%],

где (U_Ф/U_0H)_% подставляется из графика [2]. В соответствии с мощностью Р_ОН=1,1 Вт U_Ф/U_0H = 10,1%. Таким образом, U₀ = U_0H[1+0.01 (U_Ф/U_0H)_%] = 11(1+0,0110,1) = 12 В.

Основные параметры диодов схемы определяются по таблице 12 [2], согласно которой приблизительное значение

I_пр.ИП = 3,5I₀ = 3,50,1 = 0,35 А.

I_пр.ср. = I₀ / 2 = 0,1/2 = 0,05 А.

U_обр.ИП = 1,5U₀ = 1,512 = 18 В.

В соответствии с этими данными выбираем диоды КД208А со следующими параметрами при окружающей температуре -60+80⁰С: I_{пр.ср max} = 350 мА > I_пр.ср, U_{обр max} = 35 В > U_обр.ИП, I_{пр.И max} = 6 I_{пр.ср max} = 60,05= 0,3 А > I_{пр.И приб}; U_пр.ср. = 1 В.

Таким образом, N_ПОСЛ = 1.

1. Активное сопротивление обмоток трансформатора, приведённое к вторичной обмотке, определяется согласно формуле (11):

(11)

2. Дифференциальное сопротивление диодов определяется согласно формуле (12):

(12)

3. Активное сопротивление фазы выпрямителя определяется согласно формуле (13)

(13)

r₀ = 27+10 = 24 Ом

4. Индуктивность рассеяния обмоток трансформатора определяется согласно формуле (14):

(14)

5. Соотношение между активным и реактивным сопротивлением фазы выпрямителя определяется по формуле (15):

(15)

  = 3⁰

6. Вспомогательный коэффициент определяется по формуле (16):

(16)

7. Расчётные коэффициенты B, D, F и H определяются по графикам [2]:

B = 1,03; F = 4,3; D = 1,4; H = 42000;

8. Уточняется значение I_пр.И :

I_пр.И = (17)

I_пр.И = (0,14,3)/2 = 0,215 А; I_{пр и} = 0,215А < 2,1 А.

Следовательно, вентиль КД208A по току выбран правильно.

9. Электрические параметры трансформатора:

U₂ = BU_0Н = 1,03 12 = 12,36B (18)

I₂ = DI₀ / 2= 1,4 0,1 / 2= 0,099 A (19)

I₁ = (U₂ /U­₁) I₂ = (12,36 / 220) 0,1 =0,001 A (20)

P_r = 1,5 P₀ = 1.5 U₀ I₀ = 1,5 12 0,1= 0,2Вт (21)

10. Проверка выбранного диода по обратному напряжению:

U_ОБР = 1,41 U₂ = 1.4112,36= 17,4 B < 35 B (22)

Таким образом, по обратному напряжению вентиль КД208А выбран правильно.

11. Входная ёмкость фильтра С_О определяется согласно формуле (23):

(23)

где = 15 %.

Принимаем ближайшее стандартное значение С₀ = 270 мкФ. По приложению 4 [2] выбираем конденсатор К50-22 с U_раб = 10 В.

12. Коэффициент пульсации, соответствующий С₀ определяется по формуле (24):

(24)

Таким образом, вентиль КД208А по току выбран правильно.