Расчет требуемых параметров диодов выпрямителя с емкостной нагрузкой

Расчет напряжения на выходе схемы выпрямления

В случае использования сглаживающего LC-фильтра той или иной конструкции напряжение на выходе схемы выпрямления U₀ должно быть больше напряжения на выходе сглаживающего фильтра U_0н из-за падения напряжения на LC-фильтре. Если сглаживающий фильтр выполнен на одном конденсаторе, то расчеты из этого пункта не производятся и считается, что вышеупомянутые напряжения равны.

Напряжение на выходе схемы выпрямления U₀ с учетом падения напряжения на LC-фильтре определяется по формуле (В)

U₀=U_0н , (3.4.1)

где – величина в %, определяемая по графикам на рис. 3.1 в зависимости от мощности P_0н нагрузки выпрямителя и от частоты f_c переменного напряжения питающей сети.

Рисунок 3.1 – График для определения падения напряжения на дросселе фильтра

Следующий шаг – это расчет требуемых параметров диодов выпрямителя. Если в результате выбора схемы сглаживающего фильтра получается выпрямитель с емкостной нагрузкой, то необходимо для вычисления параметров диодов воспользоваться формулами из таблицы 3.5.1. При индуктивной нагрузке выпрямителя этими формулами пользоваться нельзя, и далее необходимо применять формулы из пункта 3.6.

В таблице 3.5.1 приведены формулы для расчета требуемых параметров диодов в зависимости от выбранной схемы выпрямления. В частности, вычисляются прилагаемое к диоду повторяющееся импульсное обратное напряжение U_обр.и, среднее значение прямого тока диода I_пр.ср, повторяющееся импульсное значение протекающего по диоду тока I_пр.и. Работа с данной таблицей производится следующим образом. Выделяется строка формул для выбранной схемы выпрямления, а затем переменные из заголовков столбцов приравниваются к выражениям, расположенным в ячейках на пересечении данных столбцов и выделенной строки. Например, выбрана двухполупериодная схема выпрямления. Тогда получим следующие формулы:

I_пр.и=3,5I₀ (по формуле); I_пр.ср= ; U_обр.и=3U₀.

Таблица 3.5.1 – Формулы для вычисления параметров диодов выпрямителя с емкостной нагрузкой

Схема вы­прямления	n	Iпр.ср	Uобр.и	Iпр.и
(по формуле)	(уточненное)
Однополупериодная		I0	3U0	7I0	F0I0
Двухполупериодная			3U0	3,5I0
Однофазная мостовая			1,5U0	3,5I0
Удвоитель напряжения		I0	1,5U0	1,5I0	F0I0
Трехфазная однополупериодная			3U0	2,3I0
Трехфазная мостовая			1,5U0	1,15I0

Под вычисленные требуемые параметры диодов с помощью справочника или, пользуясь разделом «Приложения» данного методического пособия, подбирают серийно выпускаемые полупроводниковые диоды с таким расчетом, чтобы их справочные предельные параметры I_пр.и.max, I_{пр.ср.max}, U_{обр.и.max} были больше по значению, чем параметры, требуемые от диодов по условию схемы выпрямления:

I_пр.и<I_пр.и.max; I_пр.ср<I_{пр.ср.max}; U_обр.и<U_{обр.и.max}.

Кроме того, диапазон рабочих температур выбранной марки диода должен быть в пределах диапазона рабочих температур рассчитываемого блока питания.

Затем выписывается список справочных параметров выбранной марки полупроводникового диода (см. пункт 2.4), включая диапазон рабочих температур.

Если под вычисленные требуемые параметры диодов не подходит ни одна марка диода по максимальному прямому импульсному току, максимальному прямому среднему току или максимальному импульсному обратному напряжению, то прибегают к параллельному или последовательному соединению диодов в схеме выпрямления, используя правила и соотношения из пункта 3.7. При этом используется наиболее близкий к нужным параметрам диод.

Дата добавления: 2017-01-13