2.3 Расчет фильтра. Емкость конденсатор на входе фильтра

Со =30·Iо / Uo = 30 · 0,5· 14,4 = 104 мкФ.

(1.15)

Выбираются электролитические конденсаторы по величине емкости и номинальному напряжению, причем U_с ≥ 1,2 U_o B.

Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения на выходе фильтра

Кп.вх =300·Iо / (Uo· Co) = 300 · 0,5/(14,4 · 104) = 0,47 %.

(1.16)

Необходимый коэффициент сглаживания фильтра

q = Кп.вх / Кп.вых = 0,47 / 5 = 0,95.

(1.17)

В данной схеме выбран двухзвенный LC-фильтр. Коэффициент сглаживания одного звена

qзв =(q)^1/2 = 0,95^1/2 = 0,97.

(1.18)

Определяется произведение L_фC_ф по формуле

Lф Сф=2,5(qзв +1) = 2,5(0,97+1) = 4,93 Гн∙мкФ.

(1.19)

Задаётся ёмкость С_ф так, чтобы индуктивность дросселя фильтра не превышала 5 – 10 Гн и определяется индуктивность дросселя. Принимается L_ф = 7 Гн.

Сф = 3,63 / 7 = 0,52 мкФ.

(1.20)

Определяется сечение сердечника Q_С, число витков w и диаметр провода d обмотки дросселя:

Qс = Lф Io^2/2 = 7· 0,5^2 / 2 = 0,88 см^2;

(1.21)

w = 4·10^2/ Io =4·10^2/ 0,5 = 800 витков;

(1.22)

d = 0,65·Iо^1/2 = 0,65·0,5^1/2 = 0,46 мм.

(1.23)

Сечение обмотки

Qw =w·d^2/1000 = 800 · 0,46^2/100 = 1,69 см^2.

(1.24)

QС QW = 0,88·1,69 = 1,48 см^4.

(1.25)

По произведению Q_С Q_W из таблицы 1 выбирается тип сердечника и все его параметры. С учетом объема, занимаемого стенками каркаса и изоляционными прокладками, сечение окна должно быть несколько больше сечения об-мотки.

Выбираются пластины Ш-19 с а = 1,4 см; b = 0,9 см; h = 2,5 см; Q₀ = b h = 2,25 см².

2.4 Проверяется значение выпрямленного напряжения на нагрузке, для чего определяется средняя длина витка обмотки lw и сопротивление провода обмотки Rw:

lw =π·(a + b) = π·(1,4 + 0,9) = 7,23 см;

(1.27)

Rw =2·w·lw/(10^4 d^2) = 2·800·7,23 / (10^4 ·0,46^2) = 5,47 Ом.

(1.28)

При этом падение напряжения на двухзвенном фильтре

Uф =Rw · I0 = 5,47 · 0,5 = 5,74 B.

(1.29)

Напряжение на нагрузке

Uно = Uo – Uф = 14,4 – 2,74 = 11,66 B.

(1.30)

Если напряжение на нагрузке получается меньше заданного, то необходимо провести корректировочный расчет. Простейшим является увеличение, до необходимого значения, диаметра провода обмотки дросселя. Увеличение диаметра провода приведет к уменьшению сопротивления обмотки R_w, что в свою очередь вызовет уменьшение падения напряжения на фильтре U_ф. При этом необходимо проверить, может ли новый провод разместиться в окне выбранного сердечника дросселя фильтра.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения курсового проекта:

- рассчитан и выбран диод типа Д 202;

- рассчитано произведение площади сечения сердечника трансформатора на площадь окна сердечника и выбрана пластина типа ПЛ 32х 64х80;

- рассчитан и выбран конденсатор типа 2,2mF/25V(5*11);

- рассчитаны фильтр и дроссель;

- проверяется значение выпрямленного напряжения на нагрузке.

Перечень ссылок

1. В.П. Боровский, В.И. Костенко и д.р. «Справочник по схемотехнике для радиолюбителя», 1987

2. П. Хоровиц, У. Хилл. «Искусство схемотехники, том первый», 1980

3. П. Хоровиц, У. Хилл. «Искусство схемотехники, том второй», 1980

Приложение А

Таблица 1

Тип пластины	Размеры					Пределы Qc Q0, см^4
	ширина среднего стержня а, см	ширина окна b, см	высота окна h, см	площадь окна Q0 = b h, см^2
Ш-10	1,0	0,5	1,5	0,75	0,75-1,5
Ш-10	1,0	0,65	1,8	1,17	1,17-2,34
Ш-10	1,0	1,2	3,6	4,32	4,32-8,64
Ш-12	1,2	0,6	1,8	1,08	1,56-3,12
УШ-12	1,2	0,8	2,2	1,76	2,53-5,06
Ш-12	1,2	1,6	4,8	7,68	11,1-22,2
Ш-14	1,4	0,7	2,1	1,47	2,88-5,76
Ш-14	1,4	0,9	2,5	2,25	4,41-8,82
Ш-15	1,5	1,35	2,7	3,65	8,21-16,4
Ш-16	1,6	0,8	2,4	1,92	4,91-9,82
УШ-16	1,6	1,0	2,8	2,8	7,17-14,3
Ш-18	1,8	0,9	2,7	2,43	7,87-15,7
Ш-19	1,9	1,2	3,35	4,02	14,5-29
Ш-20	2,0	1,0	3,0	3,0	12-24
Ш-20	2,0	1,7	4,7	7,99	32-64
УШ-22	2,2	1,4	3,9	5,46	26,4-52,8
Ш-25	2,5	2,5	6,0	15	93,7-180,7
Ш-25	2,5	3,15	5,8	18,3	114-228
Ш-28	2,8	1,4	4,2	5,88	46,5-93
УШ-30	3,0	1,9	5,3	10,1	91-182
Ш-32	3,2	3,6	7,2	25,9	265-530
УШ-35	3,5	2,2	6,15	13,5	165-330
УШ-40	4,0	2,6	7,2	18,7	300-600