Проектирование выпрямительной схемы

В схемах питания электронной аппаратуры в основном применяются схемы выпрямителей, показанные на рисунках 4.1 - 4.5

Цель расчета выпрямителя: определить токи и напряжения обмоток транс­форматора, его мощность, выбрать диоды и найти емкость конденсаторов фильтра. Надо отметить, что в большинстве случаев применяют прос­тейшие фильтры в виде конденсатора большой емкости.

Исходными данными для расчета являются:

схема выпрямителя;

U_О – постоянное напряжение на выходе выпрямителя;

I_О – ток на выходе выпрямителя;

U_С – сетевое напряжение;

f_С – частота питающей сети;

K_П% – коэффициент пульсаций (относительная величина пульсаций выпрямленного напряжения в процентах от величины среднего напряжения на выходе выпрямителя).

Формулы для расчета выпрямителей с емкостным фильтром приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Формулы для расчета схем выпрямителей

№ схемы	m	IВ, А	UОБР, В	IМАХ А	RВ, Ом	U2, В	I2, А	IВД, А	PГАБ, ВА
4.1			2, 82Ч·ВЧU0		Ri+Rт				2PО
4.2			2, 82Ч·ВЧU0		Ri+Rт				1, 7PО
4.3			1, 41Ч·ВЧU0		2ЧRi+Rт				1, 5PО
4.4			1, 41Ч·ВЧU0		Ri+Rт				1, 5PО
4.5			2, 82Ч·ВЧU0		2ЧRi+Rт				1, 5PО

В таблице 4.1 приняты следующие обозначения:

I_В – среднее значение выпрямленного тока вентиля,

U_ОБР – обратное напряже­ние на вентиле,

I_МАХ – максимальный ток (амплитудное значение) вентиля,

R_В – внутреннее сопротивление выпрямителя,

U₂ – напряжение на вторичной обмотке трансформатора,

I₂ – ток вторичной обмотки трансформатора,

I_ВД – действующее значение тока через вентиль,

P_ГАБ – габаритная мощность трансформатора,

m – число фаз выпрямления,

I_О - ток нагрузки выпрямителя,

U_О – напряжение на нагрузке выпрямителя (на конденсаторе фильтра),

Р_О = U_ОЧI_О – мощность нагрузки;

B, F, D – вспомогательные расчетные коэффициенты, определяемые по графикам на рисунке 4.6.

 

 

Рисунок 4.1 – Однополупериодный выпрямитель

Рисунок 4.2 - Двухполупериодный выпрямитель

 

Рисунок 4.3 - Мостовой выпрямитель

Рисунок 4.4 - Выпрямитель с удвоением напряжения

Рисунок 4.5 - Мостовой выпрямитель со средней точкой

Методика расчета выпрямителя заключается в расчете ряда основных характеристик выпрямительных диодов и трансформатора выпрямителя. По данным, полученным в процессе расчета, используя справочники, выбирают марку диодов для выпрямителя, марку и тип конденсатора фильтра. Последовательность действий при расчете приведена ниже.

Определяем внутреннее сопротивление вентиля

, (4.1)

где, U_П – прямое падение напряжения на диоде (0, 4 – 0, 5 В для германиевых диодов, 1, 0 – 1, 1 В для кремниевых диодов).

Определяем внутреннее сопротивление обмоток трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке

, (4.2)

где j – плотность тока в обмотках трансформатора (3 ё 5) А/мм²;

B – индукция магнитного поля в сердечнике. Она равна В = (1, 1 ё 1, 3)Т для пластинчатых сердечников и В = (1, 5 ё 1, 6)Т – для ленточных сердечников трансформаторов;

K - расчетный коэффициент. К = 2, 0 ё 2, 3 для схем на рисунках 4.1 – 4.3 и рисунка 4.5, для схемы на рисунке 4.4 коэффициент К = 0, 5 ё 0, 6.

Определяем основной расчетный коэффициент А.

, для схем на рисунках 4.1 –4.5. (4.3)

, для схем на рисунке 4.5. (4.4)

Определяем вспомогательные коэффициенты В, F, D.

Вспомогательные коэффициенты В, F, D, определяются по графикам, приведенным на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 - Графики для определения расчетных коэффициентов

С помощью коэффициентов В, F, D, по формулам таблицы 4.1, проводим расчет всех указанных в таблице параметров выпрямителя.

По значениям U_ОБР, I_ВД находим тип выпрямительных диодов. Выбранные из справочника диоды должны по своим параметрам превосхо­дить расчетные значения.

Определяем емкость конденсатора фильтра.

Емкость конденсатора фильтра находят по эмпирической формуле:

. (4.5)

В заключение расчета следует выбрать марку диода и тип конденса­тора [4 ].

При этом нужно указать тип конденсатора, его номинальную емкость и номинальное напряжение. Номинальная емкость выбранного конденсатора должна быть не менее полученной по формуле (4.5). Номинальное напряжение конденсатора должно быть не менее чем на 20% превосходить значение напряжения на нагрузке U₀.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Алгоритм выбора схемы преобразователя
2. Басалай Г.А. «Проектирование техники для подземных работ»
3. Бестрансфоматорные схемы выпрямления
4. Введение в ландшафтное проектирование.
5. Виды возбуждения и схемы включения двигателей постоянного тока
6. ВОПРОС 8. Производственный процесс: характеристика, проектирование
7. Выбор и расчет технологической схемы проведения ремонтно-изоляционных работ (РИР) в скважине.
8. Выбор схемы воздухораспределения, расчет и подбор воздухораспределителей
9. Выбор схемы и способов прокладки цеховой электрической сети
10. Глава 6. Архитектурно-строительное проектирование, строительство, реконструкция объектов капитального строительства
11. Глава 7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ХОЛОДИЛЬНИКОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ
12. И составление структурной схемы ЭТС