Изчисление на захранвания

По-голямата част от радиолюбители дизайни се захранва от електрическата мрежа, чрез захранващия блок. Това обикновено включва мрежов трансформатор Т1 (Fig.45), токоизправител диод VD1 -VD4 оксид и голям капацитет изглаждане кондензатор С1 а. Допълнително, но необходимите устройства включват SA1 превключвател предпазител FU1 и на лампа - миниатюрен нажежаема HL1 лампа, с номинално напрежение малко по-високо напрежение трансформатор вторичната (лампа гореше в nedokalom много по-дълъг живот).

Напрежение стабилизатор, ако присъства, е включена между изхода на токоизправител и товара. Напрежението на изхода обикновено е по-малко от Vout и видимо се губи енергия на стабилизатора.

Нека започнем с изчисляване на мрежовия трансформатор. Размерите и теглото му са напълно определя от силата, която трябва да даде на захранването: Pout = Vout · Iout. Ако няколко вторични намотки, е необходимо да се сумира всички консумираната мощност от всяка от намотките. За изчисляване мощността трябва да добавите индикатор за захранване на лампата Кора и мощност загуба на диоди изправителни

Rvypr = 2Upr · Iout

където UNP - напред напрежението през диод, за силициеви диоди е 0.6. 1, в зависимост от тока. UNP може да бъде определена от характеристиките на диоди, цитирани в справките.

Захранващ трансформатор консумира енергия, малко по-висока Изчислено е, че в резултат на загубите в трансформатора. Разграничаване "мед загуба" - на серпентините за отопление по време на преминаването през тях на ток - е обичайната загуби, причинени от съпротивлението на намотките и "желязо загуба", причинено от действието на remagnetization на сърцевината и на вихровите токове в своите плочи. Отношението на консумираната от мрежата на мощност ефективността на трансформатора равен # 951;. Ефективността е ниско и малки трансформатори 60 е 65%, увеличаване на 90% или повече, само за силови трансформатори няколкостотин вата. По този начин,

PTR = (Pout + Кора Rvypr +) / # 951;

Сега може да се определи сечение на сърцевината на централния прът (преминава през бобината) при използване на емпиричната формула:

В отбелязването на магнитни данни вече са изготвени за определяне на напречното сечение. Например, Sh25h40 означава ширината на централната част на W-образни пластини 25 мм, а дебелината на възела на плоча 40 мм. Предвид Пропускането плочи една към друга и изолационен слой върху плочите, напречното сечение на сърцевината може да бъде оценена при 8. 9 cm 2. силов трансформатор рана върху него - в 65. 80 вата.

сечение на централния вал S на магнитната верига на трансформатора определя следващата важен параметър - броят на завъртанията на волта. Тя не трябва да бъде твърде малък, в противен случай увеличението на магнитната индукция, ядрения материал влиза в насищане, като по този начин драстично увеличаване на празен ход ток на първичната намотка, и формата става задължително - има големи пикове на ток по върховете на положителните и отрицателните полувълни. Значително увеличаване областта на разсейване и вибрационната плоча. В другата крайност - прекомерно броя на завъртанията на напрежението - води до излишък от мед и увеличаване на устойчивостта на активните намотки. Ние трябва да също така да намали диаметъра на проводника, за да се поберат в ликвидация магнитно поле. Детайли ще бъдат обсъдени в [1].

Броят на завъртанията на п волта на трансформатори в фабричните навита на стандартна сърцевина от W-образно плочи, обикновено се изчислява от съотношението N = (45. 50) / S, където S е взето cm2. Определяне п и се умножава с номинална намотка напрежение, се получава броя на завъртанията. За вторичните намотки на напрежението необходимо да заемат 10% от номинала, за да се позволи на напрежението в тяхното активно съпротивление.

Всички напрежения на намотките на трансформатора (ПС и UII на фиг. 45), взети в ефективни стойности.

стойност на напрежението амплитуда е 1.41 пъти по-високи. Ако вторичната намотка е прекратено в токоизправител мост, напрежението в изхода токоизправител Uout празен ход оказва съществено равна амплитуда във вторичната намотка. Под товар, поправеното напрежението се намалява и става равна на:

Има RTP - съпротива от страна на трансформатора вторичната намотка. С достатъчна точност за практически цели може да се постави RTP = (0.03. 0.07) Vout / Iout, и по-малки коефициенти се приемат за по-мощни трансформатори.

След определяне на броя на навивките, е необходимо да се намери токовете в намотките. Средно ток IInd Iii = Pout + / UII. Active първичен ток (поради натоварване ток)-ia = FFR / UI. В допълнение, първичната намотка потоци също реактивен "намагнетизиране" ток създава магнитен поток в ядрото, е практически равна на празен ход токов трансформатор. Неговата стойност се определя от индуктивност L на първичната намотка: ПОВ = Ui / 2πfL

На практика празен ход ток се определя експериментално - са правилно проектирани трансформатор средна и висока мощност е (0.1 0.3) IIA.. Реактивен ток зависи от броя на навивките на напрежението, намалява с увеличаване на п. За да се позволи ниско силови трансформатори ПОВ = (0,5. 0,7) Па. Активна и реактивна токове на първичните намотки се добавят в квадратура, така че общият първичен ток II2 = Iiai2 + Iipi2.

Като установи токовете на намотки, с диаметър тел трябва да се намери на базата на допустимата плътност на тока за трансформатори 2. 3 А / mm2. Изчисляване опростява графиката, показана на фиг. 46 [2].

Оценка на възможността за поставяне на намотките в прозореца, както следва: за измерване на височината на прозореца (ширината на бобината), определяне на броя на завъртанията на всяка намотка слой, а след това на необходимия брой слоеве. Увеличаването на броя на слоевете от диаметъра на проводник и добавяне на дебелината на изолационната дистанционните получава дебелина намотка. Дебелината на намотките не трябва да надвишава ширината на прозореца. Освен това, тъй като гъста намотка не е възможно ръчно, трябва получената увеличаването на дебелината на намотки 1,2. 1.4.

В заключение, ние представяме опростено изчисление на токоизправител (фиг. 45). Приемливо Средната прав ток в схема диод мост трябва да бъде не по-малко 0,5Ivyh практически избран (надеждност), диоди с голям ток. Допустимо обратно напрежение не трябва да бъде по-малко от 0,71 Uii + 0,5Uvyh но тъй като на празен ход Vout достига 1,41Uii, обратни диоди не е препоръчително да се избере по-малко от тази стойност, т.е.. Д. стойност на амплитудата на напрежението на вторичната намотка. Полезно е да се помисли също така възможните колебания в захранващото напрежение.

Амплитудата на пулсациите на изправено напрежение във волтове може да бъде оценена от опростена формула:

Изходният ток е заместен в ампера, на капацитет C1 - в microfarads.

Когато токовете натоварване на няколко десетки милиампера или по-малко, е допустимо да се ограничи просто устройство с ценерови.

Както можете да видите тук, за да най-простите елементи на стабилизатора на R1, VD1 добавена емитерен повторител, монтиран на транзистора VT1. Когато по най-простия регулатор натоварване ток не може да бъде по-голям от тока на диод ценерови, тук може да надвишава тока в пъти ценерови h21e където h21e - статична база на транзистора текущата печалба в общ емитер верига. За да се увеличи тя често се използва вместо VT1 композитен транзистор. Изходното напрежение на стабилизатора е 0,6 волта, по-малко от VD1 за стабилизиране на напрежение (1.2 V за композитен транзистор).

Изчисляването на стабилизирано захранване се препоръчва да се започне с стабилизатор. Изхождайки от необходимото напрежение и натоварване ток са избрани транзистора VT1 и ценерови VD1. транзистор база ток е:

Той и изходния ток ще бъде най-простият стабилизатор за R1 и VD1 елементи. След оценка на минимална мощност напрежение Vout на токоизправител-Upuls - тя трябва да е 2. 3, дори с минимални допустими мрежово напрежение Б е по-голяма от товара изисква напрежение. На следващо място, изчисляване е описан. По-сложни верига изчисление и стабилизатори са дадени в [3].

Проверете знанията си

1. Използване на информация от предишните раздели (импулсни отговори RC-верига), показва горната формула за амплитудата на пулсации на изхода на нерегулиран токоизправител. В тази продължителност признае разреждане на кондензатор на натоварването на токоизправител равна на 0,01 S (пулсация честота 100 Hz) и използването на сближаване е-т / RC - 1 - T / RC.

2. Откриване на трансформатор стари мрежа (може да се запише), разглобява и го отпуснете, спомняйки си или дори да записвам как работи (това е полезно за самостоятелно производство на трансформатори). Моля, дайте оценка на броя на завъртанията на намотки и тел диаметър. Изчислява се трансформатор съгласно метода, описан и сравнение на резултатите.

3. Изчисли напълно стабилизиран захранващо напрежение от 13,5 V и ток 1 А.

Изходно напрежение образуват пълен вълна токоизправител без изглаждане кондензатор е показано на фиг. 64 тънка линия. Ние виждаме, че напрежението импулси от нула до Um 100 Hz. При наличието на кондензатор се зарежда по време на пика на изправено напрежение до стойност, малко по-малка Um. и изхвърляния в пролуките между върховете. Средната стойност на отстранени напрежение е показан като Uout. амплитуда пулсации - Upuls.

По време на разреждане на кондензатор на напрежението в това варира в зависимост от условията, посочени по закон стойностите Vout + Upuls до стойност Vout на - Upuls

Ето защо можем да пишем

където Т = 0,01 S; R - импеданс на токоизправителя; С - капацитет на кондензатор изглаждане.

Скобите, намаляване Uout и пренебрегват Upuls потребител · т / RC поради малкия си (по-малки пулсации амплитуда Vout) добивите Uout = 2Upuls · т / RC.

Забележете, че сега Vout / R е равна на товарния ток I, и замествайки с т: Upuls = 5 х 10 -3 л / C

където всички количества, необходими, за да замести основните звена - напрежения, токове и farads. Ако вземем ток в милиампера, а капацитетът - в microfarads, ние получаваме по-горе формула за пулсации на напрежението във волтове: