Стабілізоване джерело живлення (стр. 4 из 5)

= 1.4 · (22)

= 1.4 · 20 = 28 (В)

3.11 Номінальний і мінімальний КПД стабілізатора знаходимо з виразів:

𝜂 =

/ · 100 = · 100 = · 100 = 65

= / · 100 = · 100 = 100 = 29

3.11.1Знаходиморозрахункове значення амплітуди пульсації вихідної напруги:

= / ( · ) (23)

= 400 / (200 · 30.6) = 0.06

3.11.2 Необхідно, щоб виконувався вираз:

(24)

0.06

0.08

Вираз виконується, отже розрахована схема стабілізатора задовольняє вказаним і початкових даних вимогам.

4. Синтез структурної схеми

Структурная схема такого блока живленняпоказана на рисунку.1. Через ввімкненийна вході фільтр Z1 сітьовоїнапругипоступаєна випрямлячUZ1 іUZ2. Фільтр Z1 виключаєпопаданнявисокочастотних перешкодв сеть переменного тока. Выпрямитель UZ1 преобразует сетевое напряжение в високое (близько310 В) постійнанапруга, якапоступае даліна транзисторний фільтр Z2, зменшуєтьсяпульсаціямивипрямленноїнапруги. Довиходу цього фільтра підключеновисокочастотний преобразователь напругиU1. Частоту преобразования и форму колебаний задаєгенератор прямокутних импульсів G1, що живитьсявідвыпрямлячаUZ2 через сглажуванийфільтр Z3 істабилизатор напругиU2. С метоюзменьшеннягабаритів імасипристроїв частота преобразования вибрана дужевисоко (100 кГц).

С вихода преобразователя через понижующий трансформатор прямокутноїнапругипоступаєдовиходноговипрямлячаUZ3, сглаживающийфільтр Z4 и даліна навантаження.

Основнітехничніхарактеристики блока живленнянаступні: напругаживлення - 200...240 В, вихіднанапруга - ±25,20 и 10 В при струмінавантаження соответственно 3, 1 і3 А; КПД - 0,75.

Розробка структурної схеми.

В результатіпроведенного аналитичного обзора следует зупинитиувагуна схемуджерела дивленняс компенсаційним стабилизатором напруги.

Структурна схема разрабатуємого блока живлення

Розглянемо основніблоки структурноїсхеми.

Осколькинапругана навантаженнізначно меньше сітьовоїнапруги, то для йогопониженнянеобхіднийтрансформатор.

Випрямлячпреобразуєзміннунапругувторичнїобмотки трансформатора U₂ в випрямленнупульсируючунапругуU_d.

Випрямленнупульсируючунапругунепригодно для того, щобїїнепосредственно подаватина віхід стабілізатора. Для зменшення пульсації випрямленоїнапругиприменен сглаживающий фильтр.

Конечный узел источника питания - компенсационный стабилизатор напряжения.

На выходе стабилизатора получается плавно регулируемое стабилизированное напряжение требуемой величины.

5. Розрахунок однофазного випрямляча малої потужності

Вихідні дані для розрахунку випрямляча:

Визначимо орієнтовні значення параметрів вентилів та габаритну потужність трансформатора.

Для цього необхідно задати значення допоміжних коефіцієнтів B,D і F. Для мостової схеми їх вибирають в інтервалах B=0,95…1,1; D=2,1…2,2; F=6,8…7,2

Нехай B=1; D=2,15; F=7,0

Тоді амплітуда зворотної напруги на вентилі становитиме:

Середнє та амплітудне значення струму через вентиль відповідно:

Габаритну потужність трансформатора визначимо:

За визначеним значенням габаритної потужності з таблиці 11.7.2 [2 ст.324] знаходимо максимальне значення індукції

для сталі марки Э360, забезпечуючи виконання умови ВА:

для

Вибираємо тип вентилів за таблицею 11.7.3 [2ст.325]. При цьому необхідно забезпечити виконання умов:

В якості вентилів вибираємо кремнієві діоди типу КД105Г, що мають наступні параметри:

Знаходимо опір діода у провідному стані:

Знайдемо величину активного опору обмоток трансформатора:

,

де

- коефіцієнт, що залежить від схеми випрямляча; для мостової схеми =3,5;

- амплітуда магнітної індукції в магніто проводі трансформатора, Тл;

S - число стержнів трансформатора, що на них розміщено обмотки: для броньового трансформатора з Ш - подібними пластинами магніто проводу S=1.

Знаходимо індуктивність розсіювання обмоток трансформатора:

,

де

- коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення: для мостової схеми

Визначаємо кут

, що характеризує співвідношення між індуктивним і активним опорами випрямляча:

,

деr - активний опір випрямляча.

У загальному випадку

,

де

- кількість послідовно увімкнених і одночасно працюючих вентилів, для мостової схеми

Знаходимо величину основного розрахункового коефіцієнта:

,

деm - число фаз випрямляча (для мостової схеми m=2).

За знайденими значеннями

і кута за графіками, наведеними на рис.11.7.2 - 11.7.5 [2 ст.328-329], знаходимо величини допоміжних коефіцієнтів .

Знаючи величини коефіцієнтів B,D,F і H, можна знайти уточнені параметри трансформатора і вентиля, за якими перевіримо правильність їх вибору.

Діюче значення напруги вторинної обмотки трансформатора становить:

Діюче значення струму вторинної обмотки трансформатора:

Повна потужність вторинної обмотки трансформатора: