Calculul surselor de alimentare - radioul home

Calcularea surselor de alimentare

Calcularea surselor de alimentare

Marea majoritate a desenelor radio amatori primesc energie de la rețeaua de alimentare prin sursa de alimentare. De obicei, acesta conține un transformator de rețea T1 (fig.), Un redresor diod VD1-VD4 și un condensator de netezire a oxidului C1.








Auxiliar, dar dispozitivele necesare includ SA1 comutator de siguranță FU1 și lampa - o miniatură cu incandescență lampă HL1, cu tensiunea nominală transformator de tensiune ușor mai mare secundar (lampă de ardere cu nedokalom de viață mult mai lungă).

Regulatorul de tensiune, dacă există, este conectat între ieșirea redresorului și sarcină. Tensiunea la ieșire, ca regulă, este mai mică decât Uout, și o putere vizibilă este folosită pe stabilizator.

Să începem cu calculul transformatorului de rețea. Dimensiunile și masele sale sunt determinate complet de puterea pe care unitatea de alimentare trebuie să o dea: Pout = Uout • Iout. Dacă există mai multe înfășurări secundare, atunci este necesar să se adune toate puterile consumate de fiecare dintre înfășurările. La puterea calculată este necesar să se adauge puterea lămpii indicatoare Rind și puterea pierderilor pe diodele redresorului

Pvypr = 2Unp • Iout,

unde Unp este căderea directă de tensiune pe o diodă, pentru diodele de siliciu este de 0,6. 1 V, în funcție de curent. Unp poate fi determinat din caracteristicile diodelor date în cărțile de referință.

Din rețea, transformatorul va consuma putere, puțin mai calculată, care se datorează pierderilor în transformatorul propriu-zis. Distinge „pierdere de cupru“ - pe serpentinele de încălzire în timpul trecerii acesteia curent - este pierderea de obicei cauzată de rezistența înfășurărilor și „pierderea de fier“, cauzată de funcționarea remagnetization a miezului și a curenților turbionari în relația plăci consumate de la rețea la puterea de ieșire este egală cu eficiența transformatorului η. Eficiența este scăzută și transformatoare mici 60 este de 65%, crescând până la 90% sau mai mult numai pentru transformatoare de putere de mai multe sute de wați. Și așa,

Ptr = (Pout + Pind + Pompă) / η.

Acum putem determina zona secțiunii transversale a miezului central al miezului (care trece prin bobină) folosind formula empirică:

Desemnările nucleelor ​​magnetice conțin deja date pentru determinarea secțiunii transversale. Spre exemplu, Ш25х40 înseamnă că lățimea părții centrale a plăcii în formă de lățime este de 25 mm, iar grosimea setului de plăci este de 40 mm. Având în vedere plăcile aderente slabe unul față de celălalt și stratul izolator de pe plăci, secțiunea transversală a unui astfel de miez poate fi estimată la 8,9 cm2. iar puterea transformatorului rănit pe acesta este de 65. 80 W.

Suprafața transversală a miezului central al circuitului magnetic al transformatorului S determină următorul parametru important - numărul de mișcări per volt. Nu ar trebui să fie prea mică, în caz contrar creșterea densității fluxului magnetic, materialul de miez vine în saturație, sporind astfel în mod dramatic curentul de mers în gol a înfășurării primare, iar forma devine o condiție sine - există vârfuri mari de curent pe vârfurile pozitive și negative jumătate de valuri. Câmpul de împrăștiere și vibrații ale plăcilor crește puternic. Cealaltă extremitate, un număr excesiv de răsuciri pe volt, conduce la suprasolicitarea cuprului și la o creștere a rezistenței active a înfășurărilor. De asemenea, este necesar să se reducă diametrul firului, astfel încât înfășurările să se potrivească în fereastra circuitului magnetic. Mai multe detalii despre aceste întrebări sunt luate în considerare în [1].







Se calculează, de obicei, numărul de rotații pe volt pentru transformatoarele din fabrică înfășurate pe un miez standard de plăci în formă de S. din relația n = (45,50) / S, unde S este luată în cm2. După determinarea lui n și înmulțirea acestuia cu tensiunea nominală a înfășurării, se obține numărul de rotații ale acestuia. Pentru înfășurările secundare, tensiunea ar trebui să fie luată cu 10% mai mult decât valoarea nominală pentru a ține seama de căderea de tensiune pe întreaga lor rezistență activă.

Toate tensiunile pe bobina transformatoarelor (UI și UI din Fig.) Sunt luate la valori efective. Valoarea amplitudinii tensiunilor va fi de 1,41 ori mai mare. Dacă înfășurarea secundară este încărcată pe redresorul punții, atunci tensiunea la ieșirea redresorului Uout la ralanti este aproape egală cu amplitudinea pe înfășurarea secundară. Sub sarcină, tensiunea rectificată scade și devine:

Uout = 1,41UII - 2Upr - I r rt.

Aici rtr este rezistența transformatorului din partea laterală a înfășurării secundare. Cu o precizie suficientă pentru practică, putem pune rpm = (0,03,0,07) Uout / Iout și se iau coeficienți mai mici pentru transformatoare mai puternice.

După determinarea numărului de viraje, ar trebui să găsim curenții în înfășurări. Curentul de înfășurare secundar este III = Iind + Pout / UII. Curentul activ al înfășurării primare (datorită curentului de sarcină) IIА = Ртр / UI. În plus, un curent "magnetizator" reactiv curge în bobina primară, creând un flux magnetic în miez, care este aproape egal cu curentul de mers în gol al transformatorului. Valoarea sa este determinată de inductanța L a înfășurării primare: IIp = UI / 2nfL.

În practică, curentul fără sarcină este determinat experimental - într-un transformator de medie și mare putere proiectat corespunzător este (0,1-0,3) IIA. Curentul reactiv depinde de numărul de viraje pe volt, în scădere cu creșterea n. Pentru transformatoarele cu putere redusă, llp = (0,5 .07) lIA este permisă. Curenții active și reactive ale înfășurărilor primare sunt adăugate în cvadratură, astfel încât totalul curentului primar II2 = IIA2 + IIP2.

După determinarea curenților înfășurărilor, este necesar să se găsească diametrul firului pornind de la densitatea de curent admisă pentru transformatoarele 2. 3 A / mm2. Calculul este facilitat de graficul prezentat în figura [2].

Evaluați posibilitatea introducerii înfășurărilor în fereastră după cum urmează: prin măsurarea înălțimii ferestrei (lățimea bobinei), determinați numărul de rotații ale unui strat din fiecare înfășurare și apoi numărul necesar de straturi. Înmulțind numărul de straturi cu diametrul firului și adăugând grosimea plăcuțelor izolatoare, se obține grosimea înfășurării. Grosimea tuturor înfășurărilor nu trebuie să depășească lățimea ferestrei. Mai mult, deoarece înfășurarea densă nu este posibilă manual, grosimea rezultată a înfășurărilor ar trebui să fie mărită cu 1,2. De 1,4 ori.

În concluzie, vom da un calcul simplificat al redresorului (Fig.). Acceptabil curent mediu direct în circuit punte diode ar trebui să nu fie mai mic 0,5Ivyh practic selectat (pentru fiabilitate), diode cu un curent mare direct. Tensiunea inversă admisibilă nu ar trebui să fie mai puțin 0,71UII + 0,5Uvyh dar ca mersul în gol Vout ajunge la 1,41UII, inversa diode de tensiune nu este recomandabil să se aleagă mai mică decât această valoare, adică. E. Valoarea amplitudine a tensiunii de pe înfășurarea secundară. Este util să se ia în considerare și posibilele fluctuații ale tensiunii rețelei.

Amplitudinea pulsațiilor tensiunii rectificate în volți poate fi estimată din formula simplificată: Upulse = 5 Iov / C Curentul de ieșire este furnizat în amperi, capacitatea condensatorului C1 este în microfarade.

După cum puteți vedea aici la cele mai simple elemente ale stabilizatorului de pe R1, VD1 a adăugat emițător adept, asamblat pe tranzistor VT1. Atunci când în cel mai simplu curentul de sarcină de reglementare nu poate fi mai mare decât curentul de diode Zener, aici se poate depăși curentul în timpurile Zener h21E în cazul în care h21E - raportul static de transfer curent al bazelor tranzistor într-un circuit emițător comun. Pentru ao mări, un tranzistor compozit este adesea folosit în locul VT1. Tensiunea de ieșire a stabilizatorului este de 0,6 V mai mică decât tensiunea de stabilizare VD1 (cu 1,2 V pentru tranzistorul compozit).

Se recomandă începerea calculului sursei de energie stabilizată din stabilizator. Pe baza tensiunii necesare și a curentului de sarcină, se selectează tranzistorul VT1 și dioda Zener VD1. Baza curentă a tranzistorului va fi:

Este curentul de ieșire al celui mai simplu stabilizator pe elementele R1 și VD1. Apoi, estimați tensiunea minimă la ieșirea impulsului Uout-U de la redresorul - ar trebui să fie mai mare cu 3 V decât tensiunea necesară pe sarcină, chiar și cu tensiunea de rețea minimă admisă. Calculul este apoi efectuat în modul descris. Schemele mai avansate și calculul stabilizatorilor sunt date în [3].







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: