Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Проектирование источника питания

Источник питания состоит из силового трансформатора, выпрямителей, сглаживающих фильтров и во многих случаях – стабилизаторов напряжения (или тока). Расчет начнём с конечного элемента – со стабилизатора, а затем рассчитаем трансформатор.

Рисунок 7 – Схема источника питания

2.1 Расчет стабилизатора

Исходные данные для расчета стабилизатора напряжения: номинальное выходное напряжение - ; ток нагрузки - ; относительное отклонение напряжения сети в сторону понижения .

Выбираем стабилизатор, исходя из : К142ЕН4

Основные параметры стабилизатора напряжения К142ЕН4

Тип	К142ЕН4
	0,05
	0,5

	10 – 40
	3…30

Таблица 4 - Основные параметры стабилизатора напряжения К142ЕН4

Рисунок 8 – Стабилизатор напряжения К142ЕН4

Определяем минимальное входное напряжение стабилизатора:

, (24)

С учетом возможного уменьшения напряжения в сети:

(25)

2.2 Расчет выпрямителя

Исходные данные для расчета выпрямителя: номинальное выпрямленное напряжение U₀, В; ток нагрузки стабилизатора I₀,А; номинальное напряжение сети U₁,В; частота сети f_с, Гц; допустимый коэффициент пульсации К_п.

Рисунок 9 – Основная схема выпрямителя мостовая

Для расчета схемы выпрямителя возьмём тип схемы, представленной на рисунке 9.

(26)

Определяем сопротивление трансформатора r_тр; вентиля r_i и по их значениям находим сопротивление фазы выпрямителя r_в:

а) Находим сопротивление трансформатора r_тр:

, (27)

где J – плотность тока в обмотках трансформатора (J=3-5А/мм²);

В – магнитная индукция в сердечнике (В=1,1-1,3 Тл);

- расчетный коэффициент для, для данной схемы равен 2,1;

Делаем выбор выпрямительных диодов по среднему току через вентиль I_ов и амплитуде обратного напряжения на вентиле U_обр:

, (28)

, (29)

По справочнику выбираем диоды Д202 с и .

Тип	Д202
U_обр_max,В	100
I_пр_max,мА	400
f_д_max,кГц	20
U_пр,В	4

Таблица 5 – Характеристики диодов Д202

б) Принимаем U_пр=1 (В) и находим сопротивление вентиля r_i:

, (30)

Отсюда можно найти сопротивление фазы выпрямителя:

, (31)

Найдём по формуле 32 коэффициент А:

, (32)

По рисунку 18 из методички по курсовой работе находим коэффициенты F₀,D₀,D₀:

С помощью найденных коэффициентов найдем значения:

I. Максимальный ток через вентиля:

,- (33)

II. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора:

, (34)

III. Ток вторичной обмотки трансформатора:

, (35)

IV. Действующее значение тока через вентиль:

, (36)

V. Мощность выпрямителя:

, (37)

VI. Габаритную мощность выпрямителя:

, (38)

VII. Коэффициент трансформации:

, (39)

VIII. Составляющую тока первичной обмотки трансформатора:

, (40)

Занесем полученные результаты в таблицу:

m	I_ОВ	U_обр	I_м	r_в	U₂	I₂	I_в	P_габ	I₁	N
2	0,077	25,38	0,3696	53,038	25,92	0,19878	0,10014	4,158	0,024	0,12

Таблица 6 – Параметры выпрямителя

Определим емкость фильтра по приближённой формуле:

, (41)

2.3 Расчет силового трансформатора

Заданными величинами при расчете трансформатора являются напряжения всех обмоток U₁, U₂,В; токи обмоток I_1, I₂,А и мощность трансформатора P_габ,Вт.

Данные значения были найдены в главе 3.2 Расчет выпрямителя.

Определим мощность трансформатора по формуле:

, (42)

где - КПД, значение для маломощного трансформатора выбираем по рисунку 19 из методического указания.

По габаритной мощности трансформатора выбираем магнитопровод.

Сечение стержня сердечника:

(43)

Из условий ,

где с=(1-2),

а – ширина стержня магнитопровода в сантиметрах,

находим ориентировочное значение ширины стержня по формуле:

, (44)

Найдём произведение сечения стержня сердечника на площадь окна:

, (45)

где

для броневых трансформаторов индукцию В в сердечнике можно принять 1,2 Тл;

плотность тока J=4 А/мм² – в обмотках трансформатора;

К_м =0,25 при P_тр <50 Вт – коэффициент заполнения окна медью;

К_с =0,85 – коэффициент заполнения сталью площади стержня магнитопровода, для листов стали толщиной 0,2 – 0,4 мм;

f_с =50 Гц – частота сети.

Для того, чтобы обмотки вместились на магнитопроводе, выбираем по справочнику магнитопровод с сечением S_c, у которого произведение близко к рассчитанному или больше него.