Расчет источника вторичного электропитания

Расчет выпрямительного устройства при работе на активно-емкостную нагрузку, компенсационного стабилизатора с непрерывным регулированием напряжения, мощности вторичных обмоток трансформатора. Определение расчетного габаритного параметра трансформатора.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 16.01.2015
Размер файла 842,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный аграрный университет»

Инженерный факультет

Кафедра «Электротехнологии и электрооборудование»

КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Электроника

по теме: «Расчет источника вторичного электропитания»

Вариант № 01

Выполнил: студент 31а группы

профиль подготовки:

«Электротехнологии и

электрооборудование»

очной формы обучения

Иманаев Э

Проверил: Пугачев В.В

Оренбург 2014 г.

Введение

Источники вторичного электропитания являются преобразователями электрической энергии, предназначенной для электропитания устройств, выполняющих различные функциональные задачи. С помощью источников вторичного электропитания, в общем случае, энергия от систем электроснабжения промышленной частоты или автономных первичных источников питания преобразуется в необходимые для работы радиоэлектронной аппаратуры питающие напряжения с требуемыми параметрами. Несмотря на относительную простоту принципиальной реализации источников вторичного питания, разработка устройств с высокими энергетической эффективностью, удельными весогабаритными показателями, надежностью и воспроизводимостью является сложной задачей.

Простейшие источники питания малой мощности (до 15-40 Вт), которые иногда называют выпрямителями, содержат трансформатор (низкой частоты 50 Гц), собственно выпрямитель и сглаживающий фильтр. В таких источниках питания выходное выпрямленное или переменное напряжения изменяются при изменении входного напряжения питания или тока нагрузки и потому они используются в устройствах, некритичных по отношению к напряжению питания, что встречается реже.

Более сложные источники вторичного электропитания включают в большинстве практических случаев типичные устройства, которые перечислены ниже.

Одним из обязательных элементов источников питания является трансформатор - статическое устройство, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции напряжений переменного тока с одними параметрами в напряжения с другими параметрами. С помощью силового трансформатора источника вторичного электропитания осуществляется гальваническая развязка высоковольтных, опасных для жизни цепей напряжения электросети и вторичных цепей устройств потребителей. Низкочастотные (50 Гц) трансформаторы малой мощности (до 1000 Вт) промышленного изготовления обладают высокой надежностью и энергетической эффективностью.

Выпрямительное устройство источника питания предназначено для преобразования электрической энергии переменного тока в энергию постоянного тока. В источниках вторичного электропитания находят применение нерегулируемые и реже регулируемые выпрямители, выполняемые на полупроводниковых приборах: диодах, тиристорах или транзисторах. В регулируемых выпрямителях одновременно с функцией выпрямления выполняется регулирование выходного напряжения.

Большинство источников вторичного электропитания содержат в своем составе стабилизаторы напряжения и тока, как простейшие параметрические, так и более сложные - компенсационные. Стабилизаторы предназначены для автоматического поддержания напряжения (тока) на выходе с заданной степенью точности.

Источники вторичного электропитания содержат устройства управления и вспомогательные цепи, которые не участвуют в непосредственном преобразовании и передаче энергии от первичного источника в нагрузку. В современных источниках широко используются устройства обеспечения перехода от одних режимов работы источников питания к другим, которые в основных режимах не участвуют в передаче энергии. К таким устройствам относятся, например пускорегулирующие устройства.

1. Расчет трансформатора

Задание № 1. Для приведенной электрической схемы трансформатора произвести расчет его основных параметров при работе на заданную нагрузку.

Таблица 1-Исходные данные по расчету трансформатора

Первая цифра варианта

, В

Схема трансформатора, рис. 1

, В

, В

, В

, А

, А

, А

Типоразмер

магнитопровода

Марка

стали

0

220

а

6

12

_

2

_

0,5

ШЛ

3411

Рис. 1- Электрическая схема трансформатора.

Частота тока питающей сети равна =50 Гц.

1.1 Расчет мощности вторичных обмоток трансформатора

На основании схемы однофазного трансформатора(рис. 1) и значений выходных напряжений и токов определяется максимальное значение габаритной мощности вторичных обмоток:

где: , - действующие значения напряжений (В) и токов (А) в отдельных вторичных обмотках; , - действующие значения напряжений и токов в обмотках (вторичных) с выводом средней точки.

1.2 Определение расчетной мощности трансформатора.

В качестве расчетной мощности трансформатора принимается полусумма электромагнитных мощностей первичной и вторичной обмоток трансформатора.

Для определения расчетной мощности трансформатора необходимо найти приближенное значение коэффициента полезного действия з.

где: - частота питающей сети, <5000 Гц; Р21, мощность вторичных обмоток трансформатора, ВА.

Расчетную мощность трансформатора с вторичными обмотками, работающими в течение одного полупериода рассчитаем по формуле:

1.3 Выбор конструкции трансформатора

Конструкция трансформатора выбирается согласно исходным данным.

Таблица 2 - Конструкция ленточного сердечника.

Конструкция

сердечника

Маркировка

Конструктивная характеристика сердечника

Броневая конструкция(БТ)

ШЛ

Ш-образные ленточные

1.4 Определение расчетного габаритного параметра трансформатора

Типоразмер магнитопровода (размеры сердечника) определяется мощностью трансформатора и находится с помощью формулы:

здесь: , - сечение соответственно сердечника и окна магнитопровода, см4; Ррас - расчетная мощность трансформатора, ВА; - максимальное значение индукции в сердечнике, Тл; j - плотность тока в проводах обмоток, А/мм2; - коэффициент заполнения сталью сердечника; - коэффициент заполнения окна проводом обмоток; - коэффициент формы, который для синусоидального напряжения равен 1,1.

Максимальное значение индукции определим с помощью графика на рис. 1. (Bm=1.5 Тл при выходной мощности трансформатора P2=35.892 ВА).

Рис.1 -Зависимость магнитной индукции B=f(Pрасч) в магнитопроводе от выходной мощности трансформатора; 1-для броневого трансформатора с магнитопроводом из стали 3411, частотой напряжения fc=50Гц.

Значение плотности тока в проводах j A/mm определим с помощью графика на рис.2. (Выходной мощности трансформатора P2= 35.892 ВА соответствует плотность тока в обмотках j=2,5 А/мм2)

Рис.2 - Зависимость плотности тока j=f(Pрасч) в обмотках от выходной мощности трансформатора (перегрев ?T=50 C); 1-для броневых трансформаторов с магнитопроводом из стали 3411, fc=50Гц.

Коэффициент заполнения окна определим с помощью графика на рис. 3(=0.25 при выходной мощности трансформатора равной 35,892 ВА)

Рис. 3 - Зависимость коэффициента заполнения окна ко=f(Pрасч) от выходной мощности трансформатора; 2-для трансформаторов с броневым сердечником с напряжением до 300 В, 50 Гц.

- коэффициент заполнения сталью сердечника выписываем из таблицы 2.4 [1, c. 36]. (Коэффициент заполнения сталью сердечника кс= 0,93 соответствует толщине пластины дс=0,35 мм).

1.5 Выбор типоразмера магнитопровода.

трансформатор напряжение мощность обмотка

Конструктивные данные выписываем из справочного материала

[3, c. 113].

Табличное значение произведение площадей сечений сердечника и окна магнитопровода выбираем больше соответствующего расчетного.

.

Рис. 4 -Магнитопровод для трансформаторов броневой (Ш-образной) конструкции.

Таблица 3. Конструктивный размер броневого ленточного магнитопровода.

Тип магнитопровода

ШЛ 20Ч20

а , мм

20

h, мм

50

c , мм

20

L , мм

80

b, мм

20

Н, мм

70

h1, мм

10

Средняя длина на магнитной силовой линии Lср.ст , см

17,1

Средняя длина витка Lсм.м ,см

13,7

Активная площадь сечения магнитопровода , см2

3,5

Площадь окна , см2

11,42

Площадь сечения стали умноженная на площадь окна , см 4

40

Масса магнитопровода G, г

460

1.6 Расчет количества витков трансформатора

Определим число витков трансформатора на один вольт:

Определим число витков первичной обмотки трансформатора:

Определим число витков вторичной обмотки трансформатора:

Определим число витков вторичной обмотки трансформатора со средней точкой:

Относительное падение напряжения (ориентировочное значение) в обмотках выбираем по графику на рис. 5.

(UД=0,12 при Ррасч=35,892ВА)

Рисунок 5 Зависимость относительного падения напряжения UД= f(Pрасч) на выходе, соответствующее изменению тока от нуля до номинального для трансформатора.: 1-броневые ленточные из стали 3411.

1.7 Оценка потерь энергии в магнитопроводе

Определим потери РС в магнитопроводе:

где - масса магнитопровода в кг; - удельные потери в магнитопроводе (массой 1 кг), Вт/кг.

Приближенное значение удельных потерь определим с помощью графика на рис. 5. ( Pуд=1.8Вт/кг при максимальной индукции Вm=1.5 Тл.).

Рис. 5. Зависимость удельной мощности Руд потерь в сердечниках от максимальной индукции Вm; 2-из стали 3411, д=0,35мм.

1.8 Расчет действующего значения тока холостого хода первичной обмотки трансформатора

Рассчитаем активную составляющую тока холостого хода:

где РС - потери в стали, Вт; U11 - напряжение первичной обмотки трансформатора (действующее значение), В; UД - относительное падение напряжения.

Рассчитаем реактивную составляющую тока холостого хода трансформатора:

·

· nз - число зазоров для броневого трансформатора nз=2,

· lз - длина немагнитного зазора, обусловленного не идеальностью сопряжения поверхностей половинок разъемного магнитопровода, приблизительно lз=0,002 см

· lС - средняя длина магнитной силовой линии.

· Приближенное значение напряженности магнитного поля Нm (А/м) определим с помощью графика рис. 6. (Максимальной магнитной индукции Вм=1.5 Тл, соответствует напряженность магнитного поля Нm=300 А/м.)

Рис. 6. Зависимость индукции в сердечнике от напряженности поля: 1-для стали 3411.

· Определим действующее значение тока холостого хода первичной обмотки:

1.9 Расчет действующих значений токов обмоток трансформатора и выбор марки провода

Определим действующее значение тока первичной обмотки (полуобмотки трансформатора):

где: р=1 - без вывода первичной обмотки трансформатора; l=1,2,…L - количество вторичных обмоток с выводом средней точки; k=1,2,…K - количество вторичных обмоток без выводов; w21, w3l, w11 - число витков обмоток.

1.10 Выбираем обмоточные провода на основе полученного значения тока и допустимой плотности тока с помощью соотношения

где j - плотность тока, А/мм2, - площадь поперечного сечения, мм2

Выберем из таблицы № 2 (по значению поперечного сечения) провод эмалированный термостойкий, влагостойкий, первой технологической модификации ПЭВ-1:

, , ,ml=100м=31,9 г;

, d21=1.06 мм,, ml=100м=798 г;

, d31=d32=0.53мм,, ml=100м=200 г;

Уточняем значение плотности тока в проводах обмоток:

;

;

Откуда среднее значение плотности равно:

где К=1 -кол-во вторичных обмоток без вывода средней точки,

L=2 -кол-во вторичных обмоток c выводом средней точки.

1.11 Рассчитываем конструкцию трансформатора

Конструктивный расчет трансформатора начнем с согласования плана размещения обмоток в окне магнитопровода, с указанием числа витков и диаметра провода с изоляцией для каждой из обмоток.

Обмотки броневого трансформатора выполним в виде катушек каркасной или бескаркасной намотки, в обоих случаях используем рядовую многослойную намотку обмоток по всей высоте окна магнитопровода.

Каркас отличается от гильзы наличием боковых щек, имеющих обычно толщину, равную толщине гильзы: дГ=дЩ. Толщина гильзы (каркаса) составляет 1…3 мм. Зазор между гильзой и магнитопроводом дЗ возьмем в пределах 0,5…1 мм.

На рис.7 изображена конструкция броневого трансформатора с ленточным магнитопроводом.

Рис. 7 Конструкция броневого трансформатора с ленточным магнитопроводом.

Высота hоб11 одного слоя обмотки равна:

где =1 мм - зазор между гильзой или между каркасом катушки обмотки и сердечником, мм; дГ=дЩ=3мм - толщина стенки каркаса катушки, мм; h - высота окна, мм.

Определим количество витков в слое обмотки с учетом плотности намотки (с помощью коэффициента укладки kУ) и округленим полученные значения до ближайшего меньшего числа:

где d11, d21 , d31(d32) - диаметр провода с изоляцией первого слоя первичной обмотки и 2-го и 3-го слоя вторичной обмотки, мм; kУ11, kУ21 , kУ31- коэффициенты укладки обмоток выберем из таблицы 2.6 [1. c. 42]

1.12 Рассчитаем число слоев в каждой обмотке

где m1 - число катушек, в трансформаторе броневого типа m1=1; р=1 для обмотки в два провода с выводом средней точки или без вывода, р=2 в противном случае.

1.13 Произведем расчет размеров обмоток

Толщина (сечение) первичной обмотки и вторичных обмоток с коэффициентом не плотности намотки, равным 1,2:

В результате общий радиальный размер всех обмоток катушки будет составлять величину:

где =0,25 - толщина прокладки между обмотками катушки, мм; р=1 для обмотки в два провода с выводом средней точки или без вывода, р=2 в противном случае.

Средняя длина обмотки трансформатора кроме прочего определяется ее положением на катушке, т.е. величиной условного радиуса rср закругления витка, который определим с помощью соотношений:

Для первичной обмотки:

Для 1-ой вторичной обмотки:

Для 2-ой вторичной обмотки :

Определим среднюю длину витка обмотки трансформатора

где а и b - размеры стержня магнитопровода в мм; rср - условный радиус закругления витка.

Рассчитаем активное сопротивление обмоток при максимальной температуре окружающей среды:

где kt=1+0,004(TC+ДT-20)=1,32 - температурный коэффициент удельного сопротивления материала проводников; ТС =50 °С - максимальная температура окружающей среды, °С; ДТ=50 °С - максимальная температура перегрева обмоток, °С; kf - коэффициент увеличения сопротивления провода в зависимости от частоты преобразования напряжения, на частотах меньших 10 кГц, kf=1.

Определим потери в меди первичной, вторичных обмоток:

Суммарные потери в меди будут равны:

Коэффициент полезного действия трансформатора:

где - суммарная активная мощность в нагрузке, Вт.

2. Расчет выпрямительного устройства при работе на активно-емкостную нагрузку

Задание № 2 : Произвести расчет выпрямительного устройства при работе на активно-емкостную нагрузку.

Таблица 4 Исходные данные по расчету выпрямителя.

Вторая цифра варианта

, Ом

Uo, В

Io, А

Вm, Тл

1

1.1

6

2

1.5

Выберем для расчетов однофазную мостовую схему выпрямления(рис.8), которая характеризуется высоким коэффициентом использования по мощности трансформатора и поэтому позволяет добиться оптимальных характеристик выпрямителя.

Рис. 8 Однофазная мостовая схема выпрямления емкостным фильтром.

Определяем фазность( пульсность) схемы выпрямления: m=2 - фазность для однофазной мостовой схемы.

Определим параметры схемы выпрямления с активно-емкостной нагрузкой по следующим выражениям:

Выпрямленное напряжение: Uо=6 В

Номинальное значение выпрямленного тока: Iо=2 А

Максимальное амплитудное значение обратного напряжения диода:

Среднее значение тока диода:

Максимальное значение тока диода:

Фазная( пульстная) частота:

fС=50Гц- частота входного (переменного) напряжения.

Выбор диода выпрямителя произведем на основании выполнения следующих условий:

- максимальное обратное напряжение диода UОбрmVD> UОбрm;

- максимальный прямой средний ток IПрСрVD> IПрСр;

- максимальный импульсный ток IПрИVD>IПрm.

Выберем кремневый диод КД213Г из таблицы [4. c 53].

Параметры выбранного диода:

UОбрmVD =85 В> UОбрm

IПрСрVD =10А> IПрСр

Uпр=1 В

Находится сопротивление диода в открытом состоянии:

Находим полное сопротивление фазы, т.е. обмоток трансформатора и диодов:

где n - число последовательно включенных диодов (для мостовой схемы n=2).

Определим основной расчетный параметр:

Найдем приближенное значение угла ц, характеризующего сопротивление фазы выпрямителя:

где LS - индуктивность рассеяния трансформатора, Гн.

где kL - коэффициент, определяемый схемой выпрямителя (для мостовой схемы равен 5.10-3); s-число стержней трансформатора, несущих обмотки: для стержневой конструкции s=2; р - число чередующихся секций обмоток: в случае размещения первичной обмотки между половинами вторичной р=3, в противном случае р=2; Вm - максимальное значение индукции в магнитопроводе, Тл; fС - частота первичной электросети, Гц; Uo, Io - напряжение и ток на выходе выпрямителя.

С помощью графиков на рис.8, рис.9, рис.10 и параметров А и ц определим вспомогательные расчетные параметры В, D , F. Таблица 5 Вспомогательные расчетные параметры.

B

D

F

1,45

1,85

3,5

Рисунок 8 Зависимость параметра F от расчетного параметра А.

Рисунок 9 Зависимость параметра B от расчетного параметра А.

Рисунок 10 Зависимость параметра D от расчетного параметра А.

На основе параметров В, D, F и H рассчитаем параметры диода:

Действующие значения напряжения вторичной обмотки:

Действующее значение тока диода:

Действующие тока фазы вторичной обмотки:

Соотношение произведения первичного тока на число витков первичной обмотки и выпрямленного тока на число витков вторичной обмотки:

Габаритная (расчетная) мощность трансформатора:

Мощность вторичной обмотки трансформатора:

Мощность первичной обмотки трансформатора:

Коэффициент пульсаций это отношение амплитуды Uomk k-ой гармоники выпрямленного напряжения к его среднему значению Uo:

kПК=Uomk/Uo =0,05

Величину емкости фильтра определим по формуле:

Выбираем алюминиевый электролитический конденсатор К50-35 на номинальную емкость 1500 мкФ и на рабочее напряжение 10 В.

Значение Н02 определяем из графика на рисунке 12.

А= 0,725 соответствует значение Н02=44000.

Рисунок 11 Зависимость параметра Н02 от расчетного параметра А для двухтактных схем выпрямления.

3. Расчет компенсационного стабилизатора с непрерывным регулированием напряжения

Задание № 3 Произвести расчет компенсационного стабилизатора с непрерывным регулированием напряжения.

Таблица 7. Исходные данные по расчету стабилизатора.

Первая цифра варианта

0

Напряжение (первичное) питания стабилизатора.

UВХ, В

25

Относительное отклонение напряжения питания в сторону увеличения.

аMAX

0,1

Относительное отклонение напряжения питания в сторону уменьшения.

аMIN

0,11

Номинальное значение выходного напряжения стабилизатора

UВЫХ, В

16

Максимальный токи нагрузки стабилизатора

IНMAX, А

1

Минимальный ток нагрузки стабилизатора

IНMIN, А

0,5

Коэффициент стабилизации по входному напряжению

KСТU

100

Амплитуда пульсации выходного напряжения стабилизатора

UВЫХM, В

0,1

Выберем схему компенсационного стабилизатора с последовательным включением регулирующего элемента. Схема позволяет получить выходное напряжение, большее, чем допустимое напряжение интегрального стабилизатора. Внешний регулирующий транзистор VT1 работает в активном режиме с изменяющимся напряжением коллектор-эмиттер UКЭVT1.

Рисунок 13 Компенсационный стабилизатор напряжения

Минимально возможное первичное напряжение на входе стабилизатора:

Минимально возможное напряжение на входе интегрального стабилизатора DA1 равно:

где - минимальное падение напряжения на регулирующем транзисторе, обеспечивающее линейный режим работы, для биполярных транзисторов 1,5-2,5 В, для полевых транзисторов 1-2,5 В; - амплитуда пульсаций входного напряжения, В ; - напряжение падения на резисторе схемы защиты от перегрузки по току, принимаем равным 0,6 В; - величина просадки входного напряжения при максимальном токе нагрузки, В; - внутреннее сопротивление первичного источника напряжения, принимаем 2,5 Ом.

Максимально возможное первичное напряжение на входе стабилизатора:

Полученные значения минимальной и максимальной величин входного напряжения не позволяют построить стабилизатор с выходным напряжением 25 В. Поэтому корректируем исходные данные для расчета, которые впоследствии будут учтены при проектировании выпрямителя: . В этом случае:

В данном случае имеем: =20,77В>UВыхИС+?UИСmin=16+2,5=18,5 В, что вполне приемлимо. Здесь минимальное падение напряжения на интегральном стабилизаторе принимается равным: ?UИСmin=2,5В

По полученным значениям минимального и максимального входного напряжения интегрального стабилизатора выбираем микросхему по справочнику [8].

Выбираем микросхему К142ЕН8А с фиксированным выходным наприяжением Uвых=35В , максимальным выходным током Iвых.мах=1,5А и максимальной мощностью Рмах=50Вт.

Определение максимального значения тока коллектора регулирующего транзистора. Ток регулирующего транзистора на начальном этапе расчета можно считать практически равным току нагрузки:

где: - максимальный ток нагрузки, А; -ток, потребляемый схемой управления, равный 2-3 мА для интегральных стабилизаторов.

Рассчитаем максимального напряжения на транзисторе.

Максимальное установившееся напряжение на транзисторе VT2 равно:

где - минимальное падение напряжения на интегральном стабилизаторе, В.

Рассчитаем максимальную мощность регулирующего транзистора.

Максимальная мощность Рис, выделяющаяся на регулирующем транзисторе равна:

На основании полученных максимальных значений мощности , напряжения , тока выбираем составной транзистор 2Т842Б. Параметры транзистора: PKmax=50 Вт, UКЭmax= 150 В, IKmax=1,8 А. Рассчитанное значение мощности предполагает применение радиатора соответствующей площади.

Производим расчет остальных элементов схемы стабилизатора.

Находим минимальную величину напряжения на стабилитроне VD1:

По полученному значению напряжения выбираем из таблицы [4] стабилитрон КС407В с напряжением стабилизации 4,7 В, допустимым диапазоном тока 1-68 мА и максимальной мощностью рассеяния 0,5 Вт. Таким образом падение напряжения на стабилизаторе ограничивается на уровне: ?UCm=

Задаемся минимальным значением тока стабилитрона . При этом входной ток регулирующего транзистора может достигать значения:

Рассчитываем величину сопротивления R1:

Мощность резистора R1 составляет величину:

По результатам расчетов выбираем необходимый резистор R1 [6].

Выбираем металлооксидный резистор С2-23 сопротивлением 3,3 кОм мощностью 1 Вт.

При увеличении входного напряжения стабилизатора и уменьшении тока нагрузки ток базы регулирующего транзистора уменьшается, а ток через стабилитрон возрастает до значения:

Именно такая величина является минимально допустимой для тока нагрузки. В противном случае выходной ток интегрального стабилизатора DA1 меняет свое направление (становится втекающим), что недопустимо.

Максимальная мощность, выделяющаяся на стабилитроне, Вт:

=4,7*12,52=0,059Вт

Для предотвращения изменения направления выходного тока интегрального стабилизатора необходимо, чтобы выходной ток стабилизатора( или ток нагрузки) был . На основании Приведенных доводов задаемся током выходного( следящего ) делителя, равным .

Общее сопротивление делителя составляет величину, Ом:

Соответственно величина сопротивления равна

,

Мощность резистора R4 равна, Вт:

Величина сопротивления резистора защиты равна R3 равна:

Мощность на этом резисторе, Вт:

Для повышения коэффициента сглаживания пульсаций параллельно резистору R5 устанавливаем конденсатор С1. Расчет конденсатора проводится из условия <<R5 на основной нижней частоте пульсаций, как правило равной 100 Гц. Если задать =0,1R5, то

По полученному результату выбираем конденсатор соответствующей емкости и на определенное напряжение [7].

Напряжение на конденсаторе равно 16 В. Выбираем алюминевый электролитический конденсатор К50-35 имеющий номинальную емкость 33 мкФ и максимальное напряжение 50 В. С целью подавления высоких частот параллельно электролитическому конденсатору устанавливается керамический конденсатор К10-47Атемпературной группы М110, емкостью 0,1 мкФ, с максимальным рабочим напряжением 100 В.

Для предотвращения обратного тока через управляющий электрод интегрального стабилизатора в результате разряда С1 при резком снятии входного напряжения или замыкании выхода стабилизатора устанавливается диод марки КД106А, имеющий максимальное обратное напряжение 100 В, импульсный ток до 3А и максимальную частоту выпрямляемого напряжения до 30 кГц.

Заключение

В данной курсовой работе мы произвели расчет источника вторичного электропитания по исходным данным.

Основной задачей расчета трансформатора является определение оптимальных массогабаритных и энергетических характеристик при выполнении заданных требований к его параметрам. Критериями расчета являются: температура нагрева обмоток, падение напряжения на обмотках, коэффициент полезного действия трансформатора и ток холостого хода.

Режимы работы выпрямителей в значительной мере зависят от характера нагрузки, включенной на выходе выпрямителя и схемы сглаживающего фильтра. В источниках питания электронной аппаратуры наиболее широко распространены выпрямители с емкостной (активно-емкостной) нагрузкой и, следовательно, емкостной реакцией. В таких выпрямителях (наиболее дешевых и компактных) для сглаживания пульсаций параллельно нагрузке установлен конденсатор. Трансформаторы таких выпрямителей имеют несколько большую габаритную мощность по сравнению с выпрямителями с индуктивными фильтрами. К недостаткам выпрямителей с емкостным фильтром относится большая амплитуда тока через диод.

Выпрямители с индуктивной нагрузкой содержат фильтр, включающий достаточно большую по величине индуктивность. Такие выпрямители имеют меньшее внутреннее сопротивление по сравнению с выпрямителями с емкостным фильтром, что уменьшает зависимость выпрямленного напряжения от тока нагрузки. Применение индуктивного фильтра позволяет ограничить импульсы тока через диод, но приводит к перенапряжениям, возникающим на выходной емкости и на дросселе фильтра при включении, выключении выпрямителя и при скачкообразных изменениях тока нагрузки, что представляет опасность для элементов самого выпрямителя (диодов) и его нагрузки.

Для питания электронных схем аппаратуры самого различного назначения необходима электрическая энергия, удовлетворяющая определенным требованиям, среди которых важнейшими являются стабильность напряжения питания (или тока), весьма малый уровень пульсаций и др. Обеспечение таких требований осуществляется с помощью стабилизаторов - устройств автоматически поддерживающих напряжение или ток на стороне нагрузки с заданной степенью точности.

Компенсационные стабилизаторы представляют собой систему автоматического регулирования, содержащую регулирующий элемент и цепь отрицательной обратной связи. Как правило, регулирующим элементом компенсационных стабилизаторов напряжения является биполярный либо полевой транзистор (или группа транзисторов). Если этот транзистор работает в непрерывном активном режиме, то стабилизатор называют линейным (с непрерывным регулированием), а если регулирующий транзистор работает в ключевом режиме - импульсным. Вместе с этим в комбинированных стабилизаторах, которые называются непрерывно-импульсными, используют оба принципа регулирования энергии.

В настоящее время стабилизаторы с непрерывным регулированием напряжения или линейные строятся на основе интегральных стабилизаторов. Применимость интегральных стабилизаторов не ограничивается предельными значениями выходных токов и напряжений. В случаях необходимости обеспечения больших токов нагрузки интегральные стабилизаторы дополняются навесными транзисторами. При этом качественные параметры схем с интегральными стабилизаторами определяются, как правило, характеристиками интегральных стабилизаторов.

Список используемой литературы

1. Гейтенко Е. Н. Источники вторичного электропитания. Схемотехника и расчет. - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2008 г. - 448 с.

2. Китаев В.Е. Расчет источников электропитания устройств связи. - М.: Радио и связь, 1993. - 232 с.

3. Сидоров И.Н. Малогабаритные магнитопроводы и сердечники: справочник / И.Н. Сидоров, А.А. Христинин, С.В. Скорняков. - М.: Радио и связь, 1989. - 384 с.

4. Диоды: справочник / О.П. Григорьев, В.Я. Замятин, Б.В.Кондратьев. - М.: Радио и связь, 1990. - 336 с.

5. Транзисторы: справочник / О.П. Григорьев, В.Я. Замятин, Б.В.Кондратьев. - М.: Радио и связь, 1989. - 272 с.

6. Резисторы: справочник / В.В. Дубровский, Д.М. Иванов, Н.Я. Пратусевич. - М.: Радио и связь, 1991 - 528 с.

7. Справочник по электрическим конденсаторам / М.Н. Дьяконов, В.И. Карабанов, В.И. Присняков. - М.: Радио и связь, 1983. - 576 с.

8. Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Справочник. Т.1. - М.: ИП РадиоСофт, 2000. - 512 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Технические характеристики типового источника питания. Основные сведения о параметрических стабилизаторах. Расчет типовой схемы включения стабилизатора на К142ЕН3. Расчет источника питания с умножителем напряжения, мощности для выбора трансформатора.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 17.03.2015

  • Обзор существующих схемных решений для построения вторичного источника питания постоянного тока. Расчет параметров компенсационного стабилизатора первого канала, выпрямителей, трансформатора, узлов индикации. Выбор сетевого выключателя и предохранителя.

    курсовая работа [765,4 K], добавлен 11.03.2014

  • Выбор схемы выпрямления. Основные параметры схем при работе на индуктивную нагрузку. Расчет силового трансформатора: потери мощности на сопротивлениях обмоток, сопротивление провода первичной обмотки. Проверка теплового режима трансформатора выпрямителя.

    контрольная работа [372,7 K], добавлен 06.08.2013

  • Технические характеристики и принцип работы стабилизированного источника питания с непрерывным регулированием. Назначение функциональных элементов стабилизатора напряжения с импульсным регулированием. Расчет параметрического стабилизатора напряжения.

    реферат [630,8 K], добавлен 03.05.2014

  • Определение предельных значений токов и напряжений в различных ветвях и точках схемы однофазного двухполупериодного выпрямителя с выводом от средней точки. Расчет диодов, напряжения вторичной обмотки и мощности трансформатора, сечения проводов обмоток.

    контрольная работа [690,0 K], добавлен 04.02.2016

  • Проектирование источника вторичного электропитания. Работа структурной схемы источника вторичного электропитания. Выбор и расчёт трансформатора. Расчет элементов силовой части преобразователя. Расчёт сетевого выпрямителя. Перечень элементов схемы.

    курсовая работа [408,5 K], добавлен 30.03.2015

  • Анализ методов расчета источника вторичного электропитания, который является обязательным функциональным узлом практически любой электронной аппаратуры. Особенности работы магнитопровода силового трансформатора и схемы управления силовым транзистором.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 29.04.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.