Описание работы устройства

Поступает напряжение питания на входной фильтр, после чего с помощью сетевого выпрямителя получаем постоянное напряжение ≈320 В, которое подается через резистор R1 на цепь запуска, собранную на транзисторе VT1 и на автогенератор. Автогенератор преобразовывает постоянное напряжение в переменное напряжение с частотой 15 кГц. С помощью трансформатора Т3, получаем выходное напряжение амплитудой ≈10 В. Выпрямитель собран по 2х полупериодной схеме со средней точкой. После выпрямления поступает на выходной фильтр, и получаем выходное напряжение 9,2 В.

Для того, чтобы не было помех во входной сети ставятся конденсаторы С1, С2, С3. Для защиты сети от короткого замыкания в случае выхода из строя нашего преобразователя, на входе ставим предохранитель FU1. Включение и выключение сети осуществляется с помощью выключателя SA1.

Сетевой выпрямитель

Исходные данные:

U0 - номинальное выпрямленное напряжение;

I0 - ток нагрузки;

Кп0 - коэффициент пульсаций;

U1 - номинальное напряжение питающей сети;

f - частота питающей сети.

Значение U0 и I0 определяются параметрами цепи запуска (R2,R3,R4,C4,VT1).

U0=9,2 В;

I0=2 А;

f=30 кГц;

U1=220 В;

Кп0=0.15.

Коэффициент пульсаций не должен превышать 0,15, а допустимое относительное значение переменной составляющей напряжения для выбранных конденсаторов фильтра должно быть не меньше 0,05.

Расчет выполняем в следующем порядке:

) Выбираем вентили. Для этого по приближенным формулам вычисляем значения:

Uобр - обратное напряжение на вентилях;

Iср - средний ток;

Im - амплитуда тока через вентиль.

Uобр=1.5 U0=1,5*9,2=13,8 В;

Iср= I0/2=2/2=1А;

Im=3.5I0=3,5*2=7А.

В процессе расчета выпрямителя эти значения уточняются. По найденным Uобр и Im(Iср) выбираем выпрямительные диоды типа КД2997В, для которых Iпрmax=30А, Uобрmax=50В, Uпр0,85В.

) Определяем сопротивление нагрузки выпрямителя

Rн=U0/I0= 9,2/2=4,6 Ом.

) Принимаем сопротивление обмоток трансформатора rтр в пределах (0,05 .0,08)Rн для выпрямителей мощностью 10 .100Вт.

rтр= 0,07*9,2=0,644 Ом;

) Находим прямое сопротивление выпрямительного диода по приближенной формуле:

rпр≈ Ом,

где Uпр - постоянное прямое напряжение на диоде.

) Определяем активное сопротивление фазы выпрямителя по формулам:

r=rтр+2rпр= 0,644+2*0,28=1,204 Ом;

и основной расчетный коэффициент А:

А=1.6=0,42.

В зависимости от значения А находим вспомогательные коэффициенты В,D,F и Н по графикам:

В=1,2; F=1,0;

D=2,05; H=610 Ом*мкФ.

) По формулам определяем значения:

U2х - напряжение на вторичной обмотке трансформатора (в режиме холостого хода);

I2 - эффективное значение тока вторичной обмотки.

U2х=BU0=1,2*9,2=11,04 В;

I2==2,91 А.

7) По точным формулам вычисляем значения:

Uобр - значения обратного напряжения на диодах;

Im - амплитуда тока;

Iср - средний прямой ток через диоды.

Они не должны превышать допустимых значений для выбранных диодов. В противном случаи необходимо выбрать другие диоды и выполнить расчет сначала.

Uобр=1,4 U2х=1,4*11,04=15,456 В;

Iср= I0/2=2/2=1 А;

Im=0,5FI0=0,5*1*2=1 А.

Диоды выбраны правильно.

) Определяем выходную емкость выпрямителя (входную емкость фильтра) по формуле:

С0==3378 мкФ,

где r - сопротивление, Ом.

Из стандартного ряда выбираем значение С0= 4700 мкФ.

Конденсаторы С2, С3 берем типа К50-35.

Выпрямитель пониженного напряжения

Исходные данные:

U0 - номинальное выпрямленное напряжение;

I0 - ток нагрузки;

Кп0 - коэффициент пульсаций;

U1 - номинальное напряжение питающей сети;

f - частота питающей сети.

Значение U0 и I0 определяются параметрами той аппаратуры, питание которой будет осуществляться от выпрямителя.

U0=9.2 В;

I0=2 А;

f=30 кГц;

U1=220 В;

Кп0=0.15.

Коэффициент пульсаций не должен превышать 0,15, а допустимое относительное значение переменной составляющей напряжения для выбранных конденсаторов фильтра должно быть не меньше 0,05.

Другие стьтьи в тему

Разработка вычислительного блока системы электромагнитного позиционирования
Актуальность развития методов точного определения координат и углов ориентации того или иного объекта по отношению к некоторой заданной системе координат трудно переоценить. Определение пространственных и угловых координат движущихся объектов лежит в основе решения многих важных нау ...

Радиопередатчик подвижной связи с угловой модуляцией
Формирование радиочастотных сигналов, имеющих заданные временные, спектральные и энергетические характеристики, их последующая передача по специальным направляющим электромагнитным системам или через свободное пространство к потребителю осуществляется с помощью радиопередающего ...