Пояснення до вибору варіанта

Варіант задається двозначним числом, відповідно до останніх двох цифр номера залікової книжки студента, де з таблиці 1:

- по першій цифрі вибирається номінальна напруга випрямляча U_ном;

- по другий — номінальний струм І_ном та припустимий коефіцієнт пульсації К_п;

Наприклад, якщо номер залікової книжки студента №06965, то варіант буде заданий числом 65 і для розрахунку:

а) по першій цифрі „6” вибираємо:

номінальну напругу — U_ном = 13 В;

б) по другій цифрі „5” вибираємо:

номінальний струм І_ном = 10 мА;

припустимий коефіцієнт пульсації К_п = 0,02;

Таблиця 1

Цифри варіанта	Вибирається по першій цифрі варіанта	Вибирається по другій цифрі варіанта
Напруга Uном, В	Струм Іном, мА	коефіцієнт пульсації Кп
			0,02
			0,01
			0,03
			0,05
			0,03
			0,02
			0,04
			0,05
			0,03
			0,02

ПРИКЛАД РОЗРАХУНКУ

КОНТРОЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ВИПРЯМЛЯЧА ЗМІННОГО СТРУМУ

Випрямлячем називається електронний пристрій, призначений для забезпечення живлення споживачів постійного струму від джерела змінного струму шляхом перетворення змінної напруги в постійну, необхідної величини.

Основні елементи випрямляча (рис. 1):

1. Тр — силовий трансформатор, призначений для перетворення змінної вхідної напруги U ₁ (напруга первинної обмотки трансформатора) в змінну вихідну напругу U ₂ (напруга вторинної обмотки трансформатора).

2. ВГ — вентильна група, призначена для перетворення змінної вхідної напруги U ₂ в пульсуючу випрямлену напругу U _{2 в};

3. ЗФ — згладжувальний фільтр, призначений для зменшення пульсації випрямленної напруги та отримання постійного струму;

4. СН — стабілізатор напруги, призначений для забезпечення стабільності вихідної напруги випрямляча в разі зміни струму навантаження, або напруги мережі живлення.

Рис. 1.

Основні параметри випрямляча:

1. Величина спрямленної напруги U_ном;

2. Струм навантаження І_ном;

3. Коефіцієнт пульсації K_п.

Розрахувати параметри випрямляча змінного струму зі для живлення пристроїв постійного струму.

Вихідні дані:

1. Номінальна напруга — U_ном = 9 В;

2. Δ U_вх = ± 10% U_вх

3. Номінальний струм І_ном = 10 мА;

4. Δ I_ном = ± 2 мА

5. Припустимий коефіцієнт пульсації К_п = 0,03.

Розрахунок.

Основним параметром стабілізатора напруги, за яким оцінюють якість роботи, є коефіцієнт стабілізації

К_стU = (Δ U_вх / U_вх)/(Δ U_вих / U_вих).

Найпростішим стабілізатором напруги є параметричний, схема якого представлена на рис. 1.

Рис. 1. Параметричний стабілізатор напруги без термокомпенсації

Розрахунок параметричного стабілізатора зазвичай зводиться до розрахунку опору баластного резистора R _о і вибору типу стабілітрона.

Основними електричними параметрами стабілітрона є:

U_ст – напруга стабілізації;

I_{ст.макс} – максимальний струм стабілітрона на робочій ділянці вольт-амперної характеристики;

I_ст.мин – мінімальний струм стабілітрона на робочій ділянці вольт-амперної характеристики;

R_д – диференціальний опір на робочій ділянці вольт-амперної характеристики.

1. За довідником вибираємо стабілітрон типу Д814Б з параметрами:

U_ст = 9 В; I_{ст.макс} = 36 мА; I_ст.мін = 3 мА; R_д = 10 Ом.

2. Розрахуємо необхідну вхідну напругу за формулою

U_вх = n_ст · U_вих,

де n_ст – коефіцієнт передачі стабілізатора.

Для оптимальних умов роботи стабілізатора рекомендується вибирати п_ст в межах від 1,4 до 2.

U_вх = (1,4…2)·9 = 12,6…18 В.

Приймаємо U_вх = 15 В,

3. Розрахуємо опір баластного резистора R _о

R _о = (U_вх – U_вих)/(I_ст + I_ном).

Струм І_ст вибирають з таких міркувань:

I_ст ≥ I_ном.

При одночасній зміні U_вх на величину Δ U_вх та I_ном на величину Δ I_ном струм стабілітрона не повинен виходити за межі I_{ст.макс} та I_ст.мін.

З цієї причини зазвичай вибирають I_cт з середини діапазону допустимих значень.

Приймаємо

I_ст = (I_{ст.макс} + I_ст.мін)/2 = (36+3)/2=19,5 мА.

Тоді

R _о = (15 – 9)/(0,0195 + 0,01) = 203 Ом.

Виберемо стандартне значення опору резистора R _о з параметричного ряду Е24.

Приймаємо

R _о = 200 Ом.

Для вибору типу резистора необхідно розрахувати розсіяну на корпусі резистора потужність

Р = I ² R_о;

Р = (0,0195 + 0,01)²·200 = 0,174 Вт.

Приймаємо стандартне значення потужності розсіювання на резисторі 0,25 Вт.

Выбираем тип резистора МЛТ-0,25-200 Ом ± 10 %.

4. Проведемо перевірку правильності вибору режиму роботи стабілітрона в схемі стабілізатора напруги:

I_ст.мін = (U_вх – Δ U_вх – U_вих)/ R _о – (I_ном + Δ I_ном);

I_ст.мін = (15 – 1,5 – 9)·10³/200 – (10 + 2) = 10,5 мА;

I_{ст.макс} = (U_вх + Δ U_вх – U_вих)/ R _о – (I_ном – Δ I_ном);

I_{ст.макс} = (15 + 1,5 – 9)·10³/200 – (10 – 2) = 29,5 мА.

Якщо розраховані значення струмів І_ст.мін та І_{ст.макс} виходять за межі допустимих значень, то необхідно або вибрати інше значення І_ст, або змінити опір резистора R _о, або замінити стабілітрон.

5. Коефіцієнт стабілізації напруги для параметричного стабілізатора визначається за формулою:

К_ст = (R _о/ R_д + 1)/ n_ст,

К_ст = (200/10 + 1)/15·9 = 12,6.

6. Вихідний опір параметричного стабілізатора напруги

R_вих = R _о = 10 Ом.

7. Далі розрахуємо ККД параметричного стабілізатора. Він буде визначатися відношенням потужності, що віддається в навантаження до вхідної потужності:

ККД = (U_вих · I_ном)/(U_вх · I).

Якщо врахувати, що I = І_ном + І_ст, то отримаємо:

ККД = (U_вих · I_ном)/(U_вх ·(І_ном + І_ст));

ККД = (9·10)/(15·(10 + 19,5))=0,2

Розраховуємо параметри однофазного мостового випрямляча.

8. Діюче значення напруги вторинної обмотки трансформатора

9. Опір навантаження випрямляча

10. Максимальний струм вторинної обмотки трансформатора

11. Діюче значення струму вторинної обмотки трансформатора

12. Потужність, споживана випрямлячем з вторинної обмотки трансформатора

13. Потужність трансформатора

14. Максимальна зворотна напруга на діодах

15. Середній прямий струм кожного діода

16. Розраховуємо параметри діода з урахуванням необхідного запасу в 30% по прямому струму і максимальній зворотній напрузі

17. Ємність конденсатора фільтра

18. Робоча напруга конденсатора фільтра

Дата добавления: 2017-01-13