АТП - Справочные материалы / Справочные данные по расчёту источников питания и параметров усилительных каскадов
.docС правочные данные
Таблица 1
Схема выпрямителя |
Фильтр |
Режим работы диодов |
Параметры вторичной обмотки тр-ра |
Действующий ток первичной обмотки, I1 д |
Кп |
fп |
kr |
|||||
Uобр max |
Iпр ср |
Iпр д |
Iпр max |
U2 д (фазное) |
I2 д |
Р2 |
||||||
Рис.1 а |
RC |
2,82BUн |
0,5Iн |
0,5DIн |
0,5FIн |
2BUн |
0,5DIн |
20,5BDPн |
0,707DIн/пт |
0,67 |
2fс |
4,7 |
RL |
3,14Uн |
0,5Iн |
0,707Iн |
2Iн |
21,11Uн |
0,707Iн |
20,78Pн |
1,11Iн/пт |
6,5 |
|||
Рис.1 б |
RC |
1,41BUн |
0,5Iн |
0,5DIн |
0,5FIн |
BUн |
0,707DIн |
0,707BDPн |
0,707DIн/пт |
0,67 |
2fс |
3,5 |
RL |
1,57Uн |
0,5Iн |
0,707Iн |
Iн |
1,11Uн |
Iн |
1,11Pн |
1,11Iн/пт |
5,1 |
|||
Рис.1 в |
RC |
2,44BUн |
0,33Iн |
0,33DIн |
0,33FIн |
3BUн |
0,33DIн |
30,33BDPн |
0,816DIн/пт |
0,25 |
3fс |
6,9 |
RL |
2,1Uн |
0,33Iн |
0,587Iн |
Iн |
30,855Uн |
0,58Iн |
30,5Pн |
0,48Iн/пт |
6,2 |
|||
Рис.1 г |
RC |
1,22BUн |
0,33Iн |
0,256DIн |
0,33FIн |
30,576BUн |
0,33DIн |
30,19BDPн |
0,578DIн/пт |
0,057 |
6fс |
4,5 |
RL |
1,05Uн |
0,33Iн |
0,578Iн |
Iн |
30,43Uн |
0,82Iн |
30,35Pн |
0,82Iн/пт |
2,5 |
В Таблице 1: Uн, Iн – средние значения выпрямленного напряжения и тока на нагрузке; fс – частота питающей сети; Uобр max – максимальное обратное напряжение на диодах; Iпр ср –среднее, Iпр д – действующее и Iпр max – максимальное (амплитудное) значения прямого тока на диодах; действующие значения U2 д – напряжения и I2 д – тока вторичной обмотки трансформатора; Р2 – минимальная требуемая мощность вторичной обмотки трансформатора; fп – частота и Кп – коэффициент пульсаций на выходе выпрямителя (на входе фильтра); kr – коэффициент для расчета активного сопротивления вторичной обмотки трансформатора rТр; пт = U1 д/U2 д = w1/w2 – коэффициент трансформации, U1 д и U2 д – действующие значения напряжения в первичной и вторичной обмотках трансформатора, w1 и w2 число витков первичной и вторичной обмоток; коэффициенты B, D, F, H определяются либо по графикам, приведенным в справочниках, либо по приближенным формулам (1)–(4):
(1)
; (2)
; (3) |
(4) |
где (5)
р – число импульсов выпрямленного напряжения (числовой коэффициент в колонке fп);
(6)
– сопротивление фазы выпрямителя; Rф – активное сопротивление сглаживающего фильтра; rд – дифференциальное сопротивление диода; nд – количество последовательно включенных и одновременно работающих диодов;
(7)
– активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора; kr – коэффициент (см. Таблицу 1); fс – частота питающей сети (Гц); S – число стержней, магнитопровода трансформатора, несущих обмотки (S = 1 для магнитопроводов типа ШЛ и ОЛ, S = 2 для магнитопроводов типа ПЛ с обмотками на обоих стержнях, S = 3 для трехфазных трансформаторов); Bm – магнитная индукция в магнитопроводе для трансформаторов до 1000 В·А для сети 50 Гц принимается 1,2–1,6 Тл, для сети 400 Гц – 1,0–1,3 Тл.
Расчет фильтров
Основным параметром фильтра является коэффициент сглаживания , где Кп. вх. – коэффициент пульсаций на входе фильтра (см. Таблицу 1, Кп), Кп. ф – коэффициент пульсаций на выходе фильтра.
-
Индуктивный (рис.2а).
Коэффициент сглаживания . Отсюда .
-
Резистивно-емкостный (рис.2б).
Коэффициент сглаживания . Отсюда . Сопротивление фильтра необходимо выбирать в интервале 0,25Rн ≤ Rф ≤ 0,65Rн. Рекомендуемое значение сопротивления фильтра Rф = 0,25Rн.
-
Индуктивно-емкостный Г-образный (рис.2в).
Коэффициент сглаживания . Для обеспечения индуктивной реакции необходимо, чтобы Отсюда .
-
Резистивно-емкостный П-образный (рис.2г).
П-образный резистивно-емкостный фильтр отличается от Г-образного RC-фильтра наличием еще одной емкости, включаемой на входе фильтра. Расчет таких фильтров проводят в два этапа, сначала рассчитывают емкость конденсатора на входе по формуле (мкФ), H(A) рассчитывается по формулам (5) и (4), r – по формулам (7) и (6), принимают равным 10% (или 2,5% для 3-хфазного мостового), затем рассчитывается Сф2 по методике, изложенной в пункте 2 (при этом принимают Кп. вх = ).
-
Индуктивно-емкостный П-образный (рис.2д).
П-образный CLC-фильтр отличается от Г-образного LC-фильтра наличием еще одной емкости, включаемой на входе фильтра. Расчет таких фильтров проводят в два этапа, сначала рассчитывают емкость конденсатора на входе по формуле (мкФ), H(A) рассчитывается по формулам (5) и (4), r – по формулам (7) и (6), принимают равным 10% (или 2,5% для 3-хфазного мостового), затем, принимая, что оба конденсатора должны иметь одну и ту же емкость, рассчитывают Lф из условия .
Замечание: При расчете индуктивно-емкостных фильтров необходимо убедиться в том, что индуктивность и емкость фильтра выбраны таким образом, что собственная частота фильтра меньше частоты pfс более, чем в 2 раза .
Расчёт усилительного каскада
Приближенные формулы для пересчета h-параметров транзистора при включении его по данной схеме, если известны его h-параметры h11Э, h12Э, h21Э, h22Э, соответствующие включению транзистора по схеме с общим эмиттером (ОЭ):
– схема с общей базой (ОБ)
– схема с общим коллектором (ОК) .
В Таблице 2 приведены параметры усилительного каскада с эмиттерно-базовой стабилизацией для различных схем включения биполярного транзистора. Во всех случаях RБ = R1||R2, где R1 и R2 – сопротивления в цепи делителя напряжения (Рис.3); RН – сопротивление нагрузки; RГ – сопротивление генератора, если не оговорено, в первом приближении можно считать RГ ≈ 0.
Таблица 2
Параметры усилителя |
Схема включения транзистора |
|||
с ОБ |
с ОЭ |
с ОК |
||
Входное сопротивление цепи транзистора, rвх |
h11Б |
h11Э (при наличии в цепи эмиттера шунтирующего конденсатора СЭ ) (при его отсутствии) |
||
Выходное сопротивление цепи транзистора, rвых |
||||
Входное сопротивление каскада, Rвх |
||||
Выходное сопротивление каскада, Rвых |
||||
Коэффициенты усиления |
по току, Ki |
|||
по напряжению, Ku |