RadiobookA

радиолюбительский портал

 
Главная » Радио-начинающим » Упрощенный расчет выпрямителя


Топ 10!

Календарь обновлений

«    Август 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031 

Случайная публикация

 

Радио-начинающим, Источники питания, Справочники

 
 

Упрощенный расчет выпрямителя

 
 
 

Выпрямители блоков питания транзисторной аппаратуры радиолюбители обычно строят по схеме, изображенной на рис. 81.





Упрощенный расчет выпрямителя
Рис. 81. Схема двухполупериодного выпрямителя


Трансформатор Т понижает напряжение осветительной сети до некоторого необходимого значения, диоды VI — V4, включенные по мостовой схеме, выпрямляют это напряжение, а конденсатор фильтра Сф сглаживает его пульсации. Резистор RH символизирует нагрузку, питающуюся от выпрямителя. При конструировании сетевого блока питания сначала с учетом конкретной нагрузки рассчитывают параметры выпрямителя, а затем по полученным результатам — его трансформатор.

Исходные параметры при расчете выпрямителя: Uн требуемое напряжение на нагрузке, которое, как правило, равно напряжению на выходе фильтра выпрямителя Uo, и Iн - максимальный ток, потребляемый нагрузкой. От этих данных, определяемых конкретным радиотехническим устройством, зависит выбор диодов для выпрямителя, мощность сетевого трансформатора и числа витков в его вторичной и первичной обмотках.
Переменное напряжение на вторичной обмотке трансформатора (UII) подсчитывают по формуле:


Упрощенный расчет выпрямителя


где А — коэффициент, численное значение которого зависит от тока
нагрузки (табл. 2).

Зная ток нагрузки, определяют максимальный ток, текущий через каждый диод выпрямительного моста:
Упрощенный расчет выпрямителя


где Б — коэффициент, зависящий от максимального тока нагрузки (табл. 2).

Упрощенный расчет выпрямителя


Обратное напряжение диодов, используемых в выпрямителе, должно быть в 1,5 раза больше напряжения питания, т. е.
Упрощенный расчет выпрямителя


Емкость фильтрующего конденсатора Сф в мкФ определяют по формуле:

Упрощенный расчет выпрямителя

где КII — коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения, характеризующий отношение амплитудного значения переменной составляющей частотой 100 Гц на выходе выпрямителя к среднему значению выпрямленного напряжения.

Чем больше емкость фильтрующего конденсатора и меньше ток, потребляемый нагрузкой, тем меньше пульсация выпрямленного напряжения и, следовательно, слабее прослушивается фон переменного тока в динамической головке или громкоговорителе радиотехнического устройства. Для большинства любительских транзисторных конструкций допустим коэффициент пульсаций питающего напряжения Кп = 0,01. Номинальное напряжение фильтрующего конденсатора не должно быть меньше напряжения на выходе выпрямителя, иначе он может оказаться пробитым более высоким напряжением.

Трансформатор выпрямителя рассчитывают в такой последовательности. Сначала определяют максимальное значение тока, который будет течь во вторичной обмотке: In = 1,5 • Iн max. Далее подсчитывают максимальную мощность, Вт, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки: Р2= U2 * I2, а затем мощность самого трансформатора: Ртр = 1,25 • Р2.

Площадь сечения магнитопровода S (см2), соответствующую расчетной мощности трансформатора, определяют по формуле:

Упрощенный расчет выпрямителя


где 1,3 — постоянный усредненный коэффициент.
Рассчитав магнитопровод трансформатора, определяют число витков первичной и вторичной обмоток по формулам:

Упрощенный расчет выпрямителя


Диаметр проводов обмоток трансформатора (в мм) можно опре делить из табл. 3 или по формуле:

Упрощенный расчет выпрямителя



где Iобм — ток в обмотке, мА.
Познакомившись с методикой расчета выпрямителя, кружковцы приступают к расчету сетевого блока питания для одного из собранных ими устройств.

Упрощенный расчет выпрямителяДля примера приведем расчет выпрямителя для питания приемника, выполненного по схеме, показаной на рис. 72. За исходные данные принимаем: UН=9В, Iн. тах=0,1А (с некоторым запасом), U1 = 220 В.

На вторичной обмотке трансформатора должно быть переменное напряжение:

U2 = A * UH = 0,8 * 0,9 ~= 7 В.

Ток, текущий через каждый диод выпрямительного моста, составит:

Iv = 0,5 * Б • Iн. max = 0,5 * 2,4 • 0,1 = 0,12 А.

Следовательно, для выпрямителя можно использовать диоды серий Д7, Д226, Д229 с любыми буквенными индексами, потому что их средний выпрямленный ток и обратное напряжение значительно больше расчетных. Пригоден также выпрямительный блок КЦ402Б.


Емкость конденсатора фильтра (при коэффициенте пульсаций выпрямленного напряжения Кп = 0,01) может быть: Сф = 3200 * Iн. max / Uн * Кп = 3200 * 0,1 / 9 * 0,01 ~= 3500 мкФ. Можно использовать электролитический конденсатор емкостью 4000...5000мкФ, например типа К50-6, на номинальное напряжение 10 В.

Теперь определим значение тока во вторичной обмотке трансформатора:

I2 = 1.5 * Iн.max = 1,5 * 0,1 = 0,15 А.

Мощность, потребляемая выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора, будет: Р2 = U2 * I2 = 7 * 0,15 ~= 1 Вт. Таким образом, мощность самого трансформатора выпрямителя должна составить: Ртр = 1,25 * Р2 = 1,25 * 1 = 1,25 Вт.

Для трансформатора такой мощности можно использовать магнитопровод с минимальной площадью сечения сердечника:


Упрощенный расчет выпрямителя



Предположим, подобран магнитопровод УШ12 X 12 (площадь поперечного сечения сердечника принимаем равной 1,4 см2). В таком случае первичная обмотка, рассчитанная на напряжение сети 220 В, должна содержать

w1 = 50 * U1 / S = 50 * 220 / 1,4 = 7856 витков,
а вторичная обмотка
w2 = 55 * U2 / S = 55 * 7 / 1,4 = 275 витков.

Для первичной обмотки трансформатора можно использовать провод диаметром 0,1...0,12 мм, а для вторичной — 0,2...0,25 мм.

На практике для сетевых трансформаторов блоков питания транзисторной аппаратуры используют магнитопроводы, площадь сечения которых значительно превышает расчетную (обычно не менее 3...4 см2). Это позволяет уменьшить число витков в обмотках, выполнять их проводами большего диаметра и использовать трансформаторы для блоков питания другой аппаратуры.

В.Г. Борисов. Кружок радиотехнического конструирования


Здесь Ваше мнение имеет значение  -
 поставьте вашу оценку (оценили - 24 раз)
 
 


 
 
 
Смотри также:
 
   

 Принт-версия