Проектирование вторичного источника питания (стр. 2 из 3)
Зададимся допустимыми отклонениями входного напряжения стабилизатора от номинального в сторону увеличения аВХ и уменьшения bВХ и примем их равными 0,05 В. Тогда номинальное и максимальное напряжение на входе стабилизатора
(3.4) 
(3.5)Для транзистора Т11 максимальный ток коллектора Iкmax , напряжение коллектор-эмиттер UКЭmax и максимальная рассеиваемая мощность, определяется как
(3.6) 
(3.7) 
(3.8)Выбираем транзистор КТ902А, для которого Iкmax=5 А и UКЭmax=110 В, h21Э=15, IКБ0=10мА, Ркmax= 5 Вт (транзистор необходимо установить на теплоотвод, Ркmax=30 Вт ).
Максимальный ток коллектора Iкmax (UКЭmax11= UКЭmax12= UКЭmax13) и максимальную рассеиваемую мощность для транзистора Т12, определим как
(3.9)
(3.10)Выбираем транзистор КТ604А, для которого Iкmax=0,2 А и UКЭmax=250 В, h21Э=10, IКБ0=0,05мА, Ркmax= 0.8 Вт.
Максимальный ток коллектора Iкmax (UКЭmax11= UКЭmax12= UКЭmax13) и максимальную рассеиваемую мощность для транзистора Т13, определим как
(3.11) 
(3.12)Выбираем транзистор КТ312Б, для которого Iкmax=0,03 А и UКЭmax=30 В, h21Э=25, Ркmax= 0.225 Вт.
Максимальный ток коллектора Iкmaxи напряжение коллектор-эмиттер UКЭmax и максимальная рассеиваемая мощность для транзистора Т2, определяется как [1]
(3.13) 
, (3.14) 
(3.15)Выбираем транзистор КТ312Б, для которого Iкmax=0,03 А и UКЭmax=30 В, h21Э=25, Ркmax= 0.225 Вт.
Выберем типы стабилитронов, для чего определим UСТ и IСТ [1]
(3.16) 
, (3.17)
(3.18) 
(3.19)Выбираем стабилитроны типа Д815Ж, для которого IСТmax=0,450 А и UСТmax=18 В.
Определим сопротивления резисторов по следующим формулам ( зададимся током делителя IД=(5...10) мА и минимальным током стабилизации IСТMIN=(3...5) мА) [1]
(3.20) 
(3.21) 
(3.22) 
(3.23) 
(3.24) 
(3.25) 
(3.26) 
(3.27) 
(3.28)Округлим полученные расчетные значения номиналов резисторов до ближайших из ряда стандартных и получим R1=3 кОм, R2=1 кОм, R3= 620 Ом ,
R4=680 Ом, R5=2.7 кОм , R6=2 кОм, R7=390 кОм , R8=1.5 кОм.
Емкость конденсатора С3 на выходе стабилизатора определим по формуле
(3.29 )где RВЫХ – выходное сопротивление стабилизатора (RВЫХ»(0.1...1) Ом);
h21Э– коэффициент передачи наиболее нагруженного транзистора (h21Э=15);
fh21– предельная частота коэффициента передачи тока наиболее мощного регулирующего транзистора ( для КТ902А – 35 МГц).
Округлим полученное значение до ближайшего стандартного и получим С3=0,051 мкФ.
3.2 Расчет выпрямителя
Исходными данными для расчета выпрямителя, работающего на емкостную нагрузку, являются I0 (ток нагрузки), U0(номинальное выпрямленное напряжение), Кпо (коэффициент пульсаций на выходе моста, не должен превышать 0.15 [1]), выходная мощность Р0=U0I0, номинальное напряжение сети U1, частота сети fC.
Учитывая падения напряжения DU (ориентировочно 0.5 В) на дросселях и на стабилизаторе ( как было рассчитано выше UВХ стабилизатора должно быть не менее 25.5 В), принимаем U0=26 В.
Требуется определить тип и параметры вентилей, режим работы схемы, емкость конденсатора, нагружающего выпрямитель.
Выберем выпрямительные диоды (для ориентировочного определения этих параметров примем D=2.1 и B=1 [2]) .
Обратное напряжение на диодах определяется по формуле [2, табл. 1.15]
В. (3.30)Величину среднего тока Iпр.ср найдем как [2, табл. 1.15]
А. (3.31)Действующее значение выпрямленного тока Iпр через диод [2, табл. 1.15] :
А . (3.32)Основываясь на полученные данные, по таблице 1.16 [2] выбираем тип диод, удовлетворяющего условиям:
Uобр.max> Uобр;
Iпр.ср.max> Iпрср;
Iпр <1.57 Iпр.ср.max.
Выбираем диоды типа Д229В, для которых Iпр ср.max=0,4 A, Uобр max=100 В, Uпр=1 В .
Габаритная мощность трансформатора [2, табл. 1.15]
Вт, (3.33)где Р0= U0I0=26·0,1=2,6 Вт.
Определим сопротивление вентиля в прямом направлении
(3.34)Активное сопротивление обмоток трансформатора rтр для выпрямителей мощностью 10...100Вт принимают в пределах [2]
, (3.35)где КR – коэффициент, зависящий от схемы выпрямителя (в нашем случае КR=3,5);
Bm– амплитуда магнитной индукции в магнитопроводе трансформатора, Тл (В=1.5¸1.65);
s – число стержней трансформатора (для сердечника броневого типа s=1).
Подставив числовые значения получим
rтр=26,8 Ом.
Найдем индуктивность рассеяния обмоток трансформатора [2]
(3.36)где КL – коэффициент, зависящий от схемы выпрямителя (в нашем случае КL=0.005);
р – число чередующихся секций обмоток (если вторичная обмотка наматывается после первичной и наоборот, то р=2).
Угол, характеризующий соотношение между индуктивным и активным сопротивле-ниями фаз выпрямителя :
, (3.37)где r – активное сопротивление фазы выпрямителя (r=2rпр+rтр=2·2,5+26,8=31,8 Ом).
Основной расчетный коэффициент А найдем по формуле [2]
, (3.38)где m – число фаз выпрямителя (m=2).
По графикам, приведенным в [2, рис. 1.12, 1.13], по полученному значению А найдем вспомогательные коэффициенты B, D, F и H.
Примем
B» 0,96; D» 2.24; F» 6,4; H» 310.
Величину напряжения на вторичной обмотке трансформатора определим из соотношения [2, табл. 1.15]
В . (3.39)Действующее значение тока вторичной обмотки [2, табл. 1.15]
(3.40)Полна мощность первичной и вторичной обмотки [2, табл. 1.15]
(3.41)Действующее значение тока первичной обмотки [2, табл. 1.15]
(3.42)где W2/W1 – коэффициент трансформации, равный
(3.43)Полна мощность трансформатора [2, табл. 1.15]
(3.44)Обратное напряжение на диодах определяется по формуле
В. (3.45)Полученное значение должно быть меньше Uобрmax выбранного нами диода.Величина среднего тока Iпр.ср =0,05А.Определим амплитуду выпрямленного тока
А. (3.46)Действующее значение выпрямленного тока Iпр через диод [2, табл. 1.15] :
А . (3.47)