ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА№

РАСЧЕТ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Цель работы: произвести расчет источника питания по заданным исходным данным

1.   обосновать необходимость фильтра в данном источнике питания, произвести выбор типа фильтра, рассчитать его элементы.

2.   выбрать диоды выпрямителя, определив предварительно требования к ним.

3.    на основании произведенных расчетов,  предъявить требования к трансформатору произвести  электрический и конструктивный  расчет трансформатора.

Таблица 1

Пример 1. Произвести расчет мостового выпрямителя (рис.1), если заданы: U_н0=33 В; I₀=500 мА; U₁=127 В; f=50 Гц; K_п.вых=0.1%.

1.Расчет выпрямителя начинаем с расчета фильтра

Для этого необходимо определить U_0,  напрвжение на входе фильтра

U₀ =  1,2 U₀

             Расчет фильтра. Емкость конденсатора на входе фильтра:

Выбираем два электролитических конденсатора по 200 мкФ, при этом С₀=400 мкФ. Номинальное напряжение конденсаторов U_c>1,2U=1,2*40=48 В.

Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения на входе фильтра

Необходимый коэффициент сглаживания фильтра

Так как в нашем примере q>25 и I₀>20 мА, выбираем двухзвенмый LC фильтр.

Коэффициент сглаживания одного звена:

Определяем произведение L_фC_ф по формуле:

Задаемся емкостью С_ф так, чтобы индуктивность дросселя фильтра не превышала 5-10 Г. Принимаем С_ф=30 мкФ, при этом получаем:

Принимая полную длину зазора в сердечнике дросселя l=1 мм, находим сечение сердечника Q_c, число витков w и диаметр провода d обмотки, сечение обмотки Q_w:

По произведению Q_cQ_w=14*2=28 см⁴ из табл. 1 выбираем пластины типа Ш19 с сечением окна Q₀=4,02 см². С учетом объема, занимаемого стенками каркаса и изоляционными прокладками, сечение Q₀ должно быть несколько больше, чем сечение обмотки Q_w;. Для выбранного типа пластин ширина сердечника стержня а=1,9 см, ширина окна сердечника b=1,2 см.

Проверяем значение выпрямленного напряжения на нагрузке, для чего определяем среднюю длину обмотки l_w и сопротивление провода обмотки R_w:

при этом падение напряжения на двухзвенном фильтре

и напряжение на нагрузке

2. Для выбора типа диодов определяем обратное напряжение:

U_обр=1.5U₀=1.5*40=60 В.

где принято U₀=1,2 U_н0=1,2*33=40 В.

Средний ток I_ср=0,5*I₀=0,5*500=250 мА. Выбираем диоды типа Д7Бс U_обр=100 В; Iср=300 мА; R_i=2 Ом.

3. Расчет трансформатора. Определяем сопротивление трансформатора

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора

Токи

      Вычисляем габаритную мощность трансформатора, которая для двухполупериодной схемы определяется выражением

и находим произведение площади сечения сердечника трансформа­тора Q_c на площадь окна сердечника Q₀, которое в зависимости от марки провода обмотки равно:

Q_cQ₀=1.6Р_p для провода марки ПЭЛ;

Q_сQ₀=2,OP_p для провода марки ПЭШО;

Q_сQ₀=2,4P_p, для провода марки ПШД_.

Выбираем для нашего примера провод марки ПЭЛ. При этом получаем

Q_cQ₀=1,6Р_p=1,6*51=82 см⁴;

Из табл. 1, в которой приведены основные данные типовых Ш-образных пластин, по значению Q_cQ₀ выбираем для сердечника трансформатора пластины типа Ш25 с Q₀=15 см², шириной среднего стержня сердечника а=2,5 см, высотой окна h=6 см и шири­ной окна b=2,5 см.

Необходимая толщина пакета пластин

Отношение с/а=2,75/2,5=1,1. Его рекомендуется брать в пределах 1ё2. Если отношение с/а выйдет за эти пределы, то необходимо выбрать другой тип пластин.

Определяем число витков w и толщину провода d первичной и вторичной обмоток трансформатора: