Пример расчета параметров источника стабильного питания

Дано: параметры сети U_ВХ = 220 В, f = 50 Гц, DU_ВХ = +15...– 20%;

– при ± DU (%) = 0,35, К_П.UВХ = 0,67.

–схема выпрямителя - однофазная мостовая (аналог 2-х-полупериодной схемы);

– фильтры (C₁, L₁, L₂C₂, C₃L₃C₄);

– параметры потребителя: U_Н = 24(В), R_Н = 700(Ом) и К_П.СТ = 0,03.

Требуется:

1. Определить мощность обмоток трансформатора и коэфф-нт трансформации n.

2. Рассчитать параметры сглаживающих фильтров (C₁, L₁, L₂C₂, C₃L₃C₄).

3. Используя ПО EWВ исследовать и сравнить действие всех фильтров.

4. Выбрать по справочнику стабилитрон для схемы стабилизатора.

5. Рассчитать величину балластного (ограничивающего) сопротивления R_Б.

6. Выбрать по справочнику диоды для выпрямителя.

7. Используя ПО EWВ спроектированную схему (рис.2.5). Оценить параметр К_СТ.

8. Рассчитанные значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов

округлить до номинальных значений, соответствующих ряду Е12 (прил. 1).

Рис.2.5. Схема преобразования, выпрямления и стабилизации напряжение

(для проекта использовать пакет Electronics Workbench)

 

Методика расчета и исследования

 

Расчет мощности обмоток трансформатора для мостовой схемы

 

P_Н = U_Н·I_Н = U²_Н/R_Н = 24²/700 = 0,82(Вт);

 

S_ТР = S₁ = S₂ = 1,23·Р_Н = 1,01(Вт), (полагаем, что η_ТР = 77%, из за потерь Р_FE);

 

Коэффициент трансформации n = U₁/U₂;

 

U₁ = 220(В); U₂ = 1,11·U_Н = 1,11·24 = 26.6(В); (потери Р_CU и в выпрямителе ≈ 11%)

 

n = U₁/U₂ = 220 / 26,64 = 8,26.

2. Расчет сглаживающих фильтров (C₁, L₁, L₂C₂, C₃L₃C₄)

 

(для схемы выпрямителя – однофазная 2-х полупериодная, мостовая, К_П.ВХ = 0,67;

Для 2-х полупериодной схемы частота пульсаций m = 2, при w = 2pf).

w = 2·3,14·50 = 314 (рад/с^-1)

 

Величина емкости конденсатора С₁ (рис.1.3, а)

 

= 137мкФ.

 

Величина индуктивности дросселя L₁ (рис.1.3, б). L = (Ом/ω) = (Ом/2πf).

 

.

Г образный фильтр L₂C₂ (рис.1.3, в)

 

 

Рис. 1.3. Схемы сглаживающих фильтров: а) емкостный; б) индуктивный;

в) индуктивно-емкостной (Г-образный); г) комбинированный (П-образный)

 

 

Примем С₂ = 100 (мкФ); L₂ = (L₂ C₂)/ C₂ =

 

П - образный фильтр С₃L₃C₄ (рис.1.3, г).

 

К´_СГЛ = К_СГЛ(С3)·К_{СГЛ(L3·C4)} = 111.5

 

Примем К_СГЛ(С3) = 10, тогда К_{СГЛ(L3 C4)} = 111,5/10 = 11,15.

 

 

= 62 мкФ.

 

; [1/(Гц*Ом)]; L₃ C_{4 =}

 

 

Выбор типа стабилитрона

 

Выбирают стабилитрон КС522А с параметрами:

-номинальный ток стабилизации

 

Расчет величины балластного сопротивления

 

, где U_2ВХ » (1.5¸2)U_СТ.

 

Пусть U_2.ВХ = 1,75·U_СТ = 1,75·24 = 42(В).

 

Необходимо вернуться и пересчитать напряжение на выходе трансформатора.

 

= (42-24) / (19+34.3) = 0,337·10³ = 337 Ом

Выбор по справочнику диодов для мостовой схемы выпрямителя

 

Параметры выборки:

 

U_{ОБР.ДОП} ≥ 2·1,57·U_H = 2·1,57·24 = 75,36 В

 

I_СР ≥ I_ОП.max + I_Н = 37 + 34,3 = 71,3 mA

 

Выбираю диод кремниевый Д206 Параметры: U_ПР ≤ 1B

 

r_ПР = U_ПР/I_СР = 1/0,1 = 10 (Ом)

Литература основная

 

1. Рекус Г.Г. Основы электротехники и промышленной электроники в примерах

и задачах с решениями: Учебное пособие. – М.: Высш. шк., 2008. – 343 с.

2. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. – М.: Высш. шк., 2001. – 620 с.

3. Березкина Т.Ф., Гусев Н.Г. Задачник по общей электротехнике с основами

электроники. – М.: Высш. шк., 2001. - 377 с.

4. Алиев И.И. Электротехнический справочник. – М.: Радио, 2000. – 384 с.

Литература дополнительная

5. Сборник задач по электротехнике и основам электроники / Под ред. В.Г. Герасимова. – М.: Высш. шк., 1987. - 288 с.

6. Изъюрова Г.И. Расчет электронных схем. – М.: Высш. шк., 1987. – 334 с.

7. Гусев В.Г. Сборник задач по электронике. – М.: Высш. шк., 1988. – 240 с.

Таблица №2.4,а. Диоды выпрямительные и импульсные (выпуска до 1985 г)

№	ТИП		IПР.И. А	IПр.Ср. A	UПР. В	IОБР.мА	UОБР.B	tВОСС. мкс	fМах, кГц	Т0(К)
	Д7	Ge	0,1	0,03	1,1	0,15		-	2,4 кГц
	Д2, Д9	Ge	0,05 / 0,1	0,03	1,3 / 1,5	0,25		0,5	100 кГц
	Д18, Д20	Ge	0,06	0,02	1,2	0,05		0,1	50 мГц
	Д101 – 103	Si	0,05	0,03		0,05		0,5	150 кГц
	Д104 – 106	Si	0,05	0,03		0,05		0,5	150 кГц
	Д219, Д220	Si	0,2	0,05	1,1	0,01		0,5	50 мГц
	Д223	Si	0,15	0,05		0,01		-	20 мГц
	Д226 (мет)	Si	0,50	0,30		0,05		-	10 кГц
	Д237	Si	0,8	0,30		0,05		-	10 кГц
	Д310, Д311	Ge	0,8	0,5	0,55	0,03		0,4	10 мГц

 

Таблица №2.4,б. Диоды выпрямительные и импульсные (выпуска после 1985 г.)

	КД102	Si	0,5	0,05		0,01		-	5 кГц
	КД103	Si	0,5	0,1	1,5	0,01			20 кГц
	КД104	Si	0,1	0,01		0,03			20 кГц
	КД105	Si	1,0	0,3		0,1		-	1 кГц
	КД106	Si	1,0	0,3		0,01		0,45	30 кГц
	КД208	Si	1,5 А	0,7		0,1		-	1 кГц
	КД209	Si	0,7 А	0,5	1,2	0,1		1,5	1 кГц
	КД226	Si		1,5	1,4	0,05		1,5	50 кГц
	КД409	Si	0,1	0,05	0,9	0,05		-	100 мГц
	КД503	Si	0,2	0,20	2,5	0,01		0,01	50 мГц
	ГД507	Ge	0,1	0,16	(4)	0,05		0,1	0,8 мГц
	ГД508	Ge	0,3	0,10	1,5	0,06		0,20	75 мГц
	КД510	Si	0,5	0,20	1,1	0,5		0,004	40 мГц
	КД512	Si	0,2	0,07		0,5		0,001	100 мГц
	КД513	Si	1,5	0,10	1,1	0,5		0,004	40 мГц
	КД519	Si	0,3	0,30	1,1	0,5		0,040	4 мГц
	КД521	Si	0,5	0,05		0,01		0,004	40 мГц
	КД522	Si	0,5	0,05	1,1	0,02		0,004	40 мГц
	КД202	Si	5 А	3 А		0,5		-	1 кГц
	КД206	Si	20 А	10 А	1,2	0,7		-	20 кГц
	КД212	Si	3 А	1,0 А	1,0	0,1		0,3	0,1 мГц
	КД213	Si	25 А	10 А	1,2	0,15		0,5	0,1 мГц
	КД906 мост	Si	0,20	0,10	0,8	0,01		0,5	1 кГц
	КЦ407 мост	Si	0,5А	0,3А	2,5	0,1			1 кГц
	КЦ405 мост	Si	2А	1А		0,1		0,5	1 кГц
	КЦ412 мост	Si	3А	2А	1,2	0,5		0,5	2 кГц
	КЦ410 мост	Si	5А	3А	1,2	0,5		0,5	2 кГц

Таблица № 2.4,в. Опорные диоды (стабилитроны) общего назначения

№	тип	UСТ В ± ΔU	IСт Мин мА	IСт. Ном мА	IСт. Мах мА	PМАХ Вт	UПР В	Т0 (К)	rСТ Ом	auСТ %/°C	duСТ В
	КС133	3,3±10%				0,3				- 0,11	± 0,33
	КС139	3,9±10%				0,3				- 0,1	± 0,39
	КС147	4,7±10%				0,3				- 0,05	± 0,47
	КС156	5,6±10%				0,3				0,05	± 0,56
	КС168	6,8±10%				0,3				0,06	± 0,68
	КС175	7,5±10%	0,5			0,12				0,07	± 0,4
	КС182	8,2±10%	0,5			0,12				0,08	± 0,8
	КС191	9,1±10%	0,5			0,125				0,09	± 0,5
	КС210	10±10%	0,5			0,125				0,09	± 1
	КС211	11±10%	0,5			0,125				0,092	± 0,6
	КС212	12±10%	0,5			0,125				0,095	± 1,2
	КС213	13±10%	0,5			0,125				0,095	± 0,7
	КС515	15±10%				0,125				0,1	± 1,5
	КС518	18±10%				0,125				0,1	± 1,5
	КС520	20±10%				0,125				0,1	± 1,5
	КС522	22±10%				0,125				0,1	± 1,5
	КС524	24±10%				0,125				0,1	± 1,5
	КС527	27±10%				0,125				0,1	± 1,5
	КС530	30±10%				0,125				0,1	± 1,5
	КС536	36±10%				0,125				0,1	± 1,5
	Д814(А–Д)	(8 – 13)				0,125			6 – 18	0,1	± 1,5

 

Стабилитроны прецизионные, симметричные и мощные

	Д818	9,0				0,1	-			0,005	± 0,2
	КС108	6,4		7,5		0,07	-			0,002	± 0,32
	КС175*	7,5				0,125	1,5			± 0,1	± 0,4
	КС182*	8,2				0,125	1,5			± 0,1	± 0,8
	КС190					0,15	-			0,05	± 0,45
	КС210*					0,125	1,5			± 0,1	± 1
	КС212*					0,125	1,5			± 0,1	± 1,2
	КС515*					0,5	-			0,005	- 1,7
	КС108	1,08				0,1	0,7
	КС113	1,3				0,1	0,8
	КС115	1.5				0,1	0,9
	КС119	1,9				0,1	1,0
	Д815(А-Ж)	5,6–16					1,5		1,6	0,045	± 0,6
	Д816(А-Д)	22 – 47					1,5		1,6	0,045	± 0,6

 

Светодиоды точечные, цилиндрические (Ø 2,5 – 6 мм) - (мнемонические индикаторы)

№	ТИП	UПР. В	IПР.НОМ. mА	IПР.Мах. mА	PИзл. mВт	Сила света мкд	λ (мкм)	Цвет свечения	Эквивалент замены
	АЛ307	2,3				< 0,4	0,7		АЛ310
	АЛ310	1,7				< 0,6	0,7		АЛ336
	АЛ331 - 2Х	3,0				< 0,25	0,7		-
	АЛ336	2,0				< 20	0,7		АЛ360
	АЛ341	2,8				< 0,5	0,7		АЛ331
	АЛ360	1,7				< 0,6	0,7		АЛ336
	КИПМО	1,7				< 0,6	0,7		АЛ336
	АЛ107	1,35				< 20	1,5		АЛ108
	АЛ108	1,7				< 0,6	1,7		АЛ118
	АЛ118	1,7				< 0,6	1,7		АЛ108

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: