Расчет сглаживающих фильтров (C1, L1, L2C2, C3L3C4)

Спроектировать источник вторичного электропитания (ИВП) для преобразования напряжения промышленной сети в постоянное напряжение.

Структура усилителя

· Усилитель представляет собой в общем случае последовательность каскадов усиления (бывают и однокаскадные усилители), соединённых между собой прямыми связями

· В большинстве усилителей кроме прямых присутствуют и обратные связи (межкаскадные и внутрикаскадные). Отрицательные обратные связи позволяют улучшить стабильность работы усилителя и уменьшить частотные и нелинейные искажения сигнала. В некоторых случаях обратные связи включают термозависимые элементы (термисторы, позисторы) — для температурной стабилизации усилителя или частотнозависимые элементы — для выравнивания частотной характеристики

· Некоторые усилители (обычно УВЧ радиоприёмных и радиопередающих устройств) оснащены системами автоматической регулировки усиления (АРУ) или автоматической регулировки мощности (АРМ). Эти системы позволяют поддерживать приблизительно постоянный средний уровень выходного сигнала при изменениях уровня входного сигнала.

· Между каскадами усилителя, а также в его входных и выходных цепях, могут включаться аттенюаторы или потенциометры — для регулировки усиления, фильтры — для формирования заданной частотной характеристики и различные функциональные устройства — нелинейные и др.

· Как и в любом активном устройстве в усилителе также присутствует источник первичного или вторичного электропитания (если усилитель представляет собой самостоятельное устройство) или цепи, через которые питающие напряжения подаются с отдельного блока питания.

Дано:

– Параметры напряжения сети: U_вх = 220 (В), f = 50 (Гц), DU_вх = +15...– 20 (%);

– однофазная мостовая схема выпрямителя;

– используемые фильтры (C₁, L₁, L₂C₂, C₃L₃C₄);

– параметрический стабилизатор напряжения;

– Параметры потребителя: U_н = 5 (В), R_н = 500 (Ом), К_Пвых = 0.05 (ед.).

Требуется:

-- 1. Определить расчетные мощности обмоток трансформатора и коэффициент трансформации - n.

-- 2. Рассчитать параметры сглаживающих фильтров (C₁, L₁, L₂C₂, C₃L₃C₄).

-- 3. Выбрать по справочнику стабилитрон.

-- 4. Рассчитать величину балластного сопротивления R_б.

-- 5. Выбрать по справочнику диоды выпрямителя.

-- 6. Рассчитанные значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов округлить до номинальных значений, соответствующих ряду Е12.

--1.1. Расчет мощности обмоток трансформатора:

Для мостовой схемы: S_тр = S₁ = S₂ = 1.23 · Р_н, где P_н = U_н · I_н или Р = U²_н / R_н.

P_н = 25 / 500 = 0.05 (Вт);

S_тр = 1.23 · 0.05 = 0.0615 (Вт).

--1.2. Определение коэффициента трансформации:

n = U₁ / U₂, где U₁ = 220 В, U₂ =1.11 U_н.

U₂ = 1.11 · 5 = 5.55 (В);

n = 220 / 5.55 = 39.63 (ед.).

Схема выпрямителя – однофазная двухполупериодная мостовая, К_Пвх = 0,67, частота пульсации m = 2, w = 2pf.

--2.1. Фильтр № 1. Расчёт величины емкости конденсатора С1:

C1 = (Ф).

С1 = = 1.155 · 10^-4 (Ф) = 115.5 (мкФ).

--2.2. Фильтр № 2. Расчёт величины индуктивности дросселя L1:

L₁ = (Гн). где К_сгл = .

К_сгл = = = 13.4 (ед).

L₁ = = 10.67 (Гн).

--2.3. Фильтр № 3. Расчёт Г-образного фильтра L2C2:

L₂C₂ = (Гн·Ф).

L₂C₂ = = = 3.65·10^-5 (Гн·Ф)

Здесь мы зададим что С₂ < C₁ и определим L₂, L₂ = .

Предположим что С₂ = 2.2 (мкФ) = 22·10^-7 (Ф), тогда:

L₂ = = 16.59 (Гн).

--2.4. Фильтр № 4. Расчёт П-образного фильтра С3L3C4:

Фильтр С₃L₃C₄ можно рассматривать как сочетание двух простых фильтров: С₃ и L₃C₄, поэтому наш коэффициент сглаживания (К_сгл = 13.4 (ед.)) поделим на два фильтра так, чтобы: К_сгл = К_сгл(С₃) · К_сгл(L₃C₄) причём К_сгл(С₃) < К_сгл(L₃C₄).

Допустим что К_сгл(С₃) = 3 (ед.) а К_сгл(L₃C₄) = 4.46 (ед.) тогда:

--2.4.1. Определим значение ёмкости конденсатора С3:

C₃ = (Ф). где К_Пвых = .

К_Пвых = = 0.22 (ед.);

С₃ = = 2.62·10^-5 (Ф) = 26.2 (мкФ).

--2.4.2. Определим номиналы элементов второго фильтра L3C4:

L₃C₄ = (Гн·Ф) где К_сгл(L₃C₄) = 4.46 (ед.).

L₃C₄ = = = 1.38·10^-5 (Гн·Ф)

следовательно: L₃ = .

Допустим что С4 = С3 = 26.2 (мкФ) тогда:

L₃ = = 0.526 (Гн).

Дата добавления: 2015-05-06