2. Выбор и расчёт элементов сглаживающих фильтров.

В схемах фильтров рис.3 элементы рассчитываются:

, =1/(2*3,14*50*0,4*12)=663,482 мкФ

где f = 50 Гц – частота питающего напряжения U₁ = 220 В;

q – коэффициент пульсаций сглаживающего фильтра;

q=0,4

- сопротивление нагрузки.

Rн=6/0.5=12 Ом

Выбор: К50-6-10В-1000 мкФ

В схемах RC-фильтров величина R_ф. должна отвечать условию: потери напряжения на R_ф от протекания по нему тока нагрузки I_н не должны превышать 20-30% от напряжения нагрузки U_н.

U_Rф=0,25* U_н=0,25*6=1.5 В

R_ф= U_Rф/ I_н=1.5/0.5=3 Ом

Выбор по справочнику типа резистора R3: МЛТ-0,05 – 3,6 Ом ±5%

3. Выбор диодов выпрямителей.

Диоды выпрямителей выбираются по двум параметрам:

U_{обр. макс.} - максимально допустимое обратное напряжение;

I_{пр.макс.} – максимально допустимый прямой ток.

U_{обр. макс.} определяется:

Для учетверителя напряжения:

U_{обр. макс. VD1} = π · U_н ≈ 2· U_2m

U_{обр. макс. VD2} =2 · π · U_н ≈ 4· U_2m

U_{обр. макс. VD3} =3 · (π · U_н)≈ 6· U_2m

U_{обр. макс. VD4} =4 · (π · U_н) ≈ 8· U_2m;

По прямому току диоды выбираются из условия:

.

U_{обр. макс. VD1} = π · U_н ≈ 2· U_2m

U_{обр. макс. VD1} =3,14*6= 18,849 В

U_{обр. макс. VD2} =2 · π · U_н ≈ 4· U_2m

U_{обр. макс. VD2} =2*3,14*6= 37,6991 В

U_{обр. макс. VD3} =3 · (π · U_н)≈ 6· U_2m

U_{обр. макс. VD3} = 56,5486 В

U_{обр. макс. VD4} =4 · (π · U_н) ≈ 8· U_2m

U_{обр. макс. VD4} = 75,3982 В

.

I_пр=0,7853А

Выбор: Д242Б U_{обр. макс.}=100 В I_пр=5 А

Расчёт резисторов R1 и R2 в схемах выпрямителей с умножением напряжения. Напряжение на каждом из данных резисторов при условии равенства их сопротивлений (R1 = R2) равно половине напряжения U_н на нагрузке. Приняв токи через резисторы R1 и R2 в 10 раз меньше тока нагрузки I_н, определяем величины R1 и R2

.

R1=R2=(0.5*6)/(0.1*0.5)=60 Ом

Выбор по справочнику типа резисторов R1, R2:

МЛТ-0,25 – 84,5 Ом ±2%

Допустимая мощность рассеяния на R1 и R2

.

P_R1= P_R2=(0.1*0.5)²*60=0.15 Вт

4. Расчёт силового трансформатора.

Исходными данными для расчёта трансформатора являются напряжение U_н на нагрузке R_н, ток I_н через неё, напряжение питания U_п и частота сети f.

1. Нахождение габаритной мощности трансформатора P_г.

Она равна в общем случае сумме мощностей всех вторичных обмоток трансформатора

P_г = U₂ · I₂ + U₃ · I₃ + … + U_n · I_n.

При наличии только одной вторичной обмотки габаритная мощность P_г вычисляется по формуле

P_г = U_н · I_н

P_г = 6*0,5=3Вт

2. Мощность первичной обмотки при КПД трансформатора 90%, что характерно для трансформаторов небольших мощностей, вычисляется по формуле

P1=3/0.9=3,33Вт

3. Определение площади поперечного сечения магнитопровода трансформатора S.

Мощность из первичной обмотки во вторичную передаётся через магнитный поток в магнитопроводе. Площадь поперечного сечения магнитопровода сердечника трансформатора зависит от мощности и возрастает при её увеличении. Для сердечника из нормальной трансформаторной стали, площадь поперечного сечения S рассчитывается по эмпирической формуле

,

где S – см², P_г – Вт.

=1,732 см²

4. Определение числа витков w₁, приходящихся на 1 В первичной обмотки

W₁= 27,7456 вт ≈ 28 вт

4. Определение числа витков w₂, приходящихся на 1 В вторичной обмотки

,

где K находится по таблице

Pг, Вт	5…15	16…25	26…35	36…50	51…75	>75
K	60	56	55	54	52	50

w₂=60/1,732=34,642 вт ≈ 35 вт

4. Определение общего числа витков вторичной обмотки трансформатора

W₂ = w₂ · U_н

W₂=35*6= 210 вт

4. Определение общего числа витков первичной обмотки трансформатора

W₁ = w₁ · U₁(U_п)

W1= 28*220=6160 вт

4. Определение диаметров проводов первичной d₁ и вторичной d₂ обмоток трансформатора.

Диаметры проводов обмоток определяются по токам, исходя из допустимой плотности тока:

.

Плотность тока j для трансформаторов принимается в среднем j = 2 А/мм². При такой плотности диаметр провода (по меди) любой обмотки d в миллиметрах вычисляется по формуле

,

где d – в мм,

I – в А.

Диаметр провода вторичной обмотки d₂ вычисляется:

.

d₂=0,7*0,707=0,4949 мм

Диаметр провода первичной обмотки d₁ вычисляется:

Величину тока I₁ определяем по формуле

.

I1=P/U=3,33/220=0.01515A

d₁=0,7*0,123=0.0861 мм

Выбранный трансформатор: ТПП237 (ШЛ 20х16)

11-12, 13-14	15-16, 17-18	19-20 21-22
4,97	10	1,3

Расчет источника питания ИП3.