Блок-схема однофазного источника вторичного питания. Анализ технического задания и разработка принципиальной схемы. Расчёт стабилизатора, сглаживающего фильтра и выпрямителя. Состав и основные параметры выпрямителей. Основные параметры вентилей в схемах.
Аннотация к работе
Источники вторичного питания предназначены для построения электрических схем, преобразующих энергию переменного тока в энергию постоянного тока с помощью выпрямителей. К современным электронным полупроводниковым устройствам предъявляются жесткие требования к качеству потребляемой электрической энергии, а именно: высокая стабильность питающего напряжения, требуемая форма питающего напряжения, высокая стабильность частоты питающего напряжения. однофазный стабилизатор выпрямительВ данной курсовой работе необходимо рассчитать и спроектировать вторичный источник питания по следующим исходным данным: Вар Uвх, В ?U, % Гц Uвых, В Схема Выпрямителя Схема фильтра К пульс К стаб Ін ?IН, % На входе трансформатор изменяет переменное напряжение Uc до требуемого значения U2, то есть согласует входное напряжение с нагрузкой и осуществляет электрическую развязку источника выпрямительного напряжения и нагрузочного устройства. После трансформатора стоит вентильная диодная группа (1 или несколько вентилей), где U2 преобразуется в пульсирующее напряжение Uп. В выпрямительном напряжении Uп помимо постоянной составляющей присутствует переменная, которая с помощью сглаживающего фильтра снижается до требуемого уровня Uф и имеет очень маленькие пульсации. Выпрямитель в большинстве случаев состоит из трансформатора питания, изменяющего напряжение, комплекта вентилей - выпрямляющих переменное напряжение и сглаживающего фильтра.На Рисунке 2 приведена принципиальная схема ИВЭ, на которой отмечены составные части: транзистор, выпрямитель, сглаживающий фильтр и стабилизатор.Расчет следует производить «от нагрузки». Теперь необходимо определить Іст max и Іст min - значения токов стабилизации максимум и минимум соответственно, для этого воспользуемся данными: Тогда: Іст max = Ін ?IН = 30 3=33 МА После проведенных расчетов необходимо выбрать тип стабилитрона.Сглаживающий фильтр - электрическая цепь, позволяющая уменьшить пульсации напряжения, получаемые на выходе выпрямителя. Основным параметром сглаживающего фильтра является коэффициент сглаживания пульсаций по k-ой гармонике, который определяется отношением коэффициентов пульсаций на входе и выходе фильтра: где обусловлен требованиями питаемой РЭА, а определяют после выбора схемы ЭВП и расчета его параметров. Наибольшее распространение в схемах ЭВП получили Г-образные и П-образные LC-и RC-фильтры, показанные на рисунке 3.1(а, б, в, г). Выбор той или иной схемы фильтра определяет характер нагрузки ЭВП и в значительной степени влияет на его массогабаритные и иные показатели. Следует также иметь в виду, что при емкостном характере нагрузки увеличивается вероятность перегрузки вентилей по току, больше габаритная мощность трансформатора и выходное сопротивление ЭВП, но выпрямленное напряжение несколько больше, а его пульсации меньше.Работа ЭВП характеризуется выходными параметрами и параметрами, определяющими режим работы вентилей и трансформатора. К выходным параметрам ЗВП относятся: номинальные средние значения выпрямленных напряжения и тока (и ); коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения (); , где - амплитуда переменной составляющей выпрямленного напряжения; частота основной гармоники выпрямленного напряжения (); выходное сопротивление ЭВП ().Схемы выпрямителей принято классифицировать по числу выпрямленных фаз m, при определении которого исходят из доли среднего выпрямленного тока, приходящейся на один вентиль (параллельное включение вентилей не учитывается). Наибольшее распространение в ИВЭ РЭА при мощностях нагрузки менее 1 КВТ получили однофазные и двухфазные схемы ЭВП, представленные на рисунке 3.2. Основная однофазная схема (рисунок 3.2. а) применяется, как правило, при работе на емкостную нагрузку при мощностях до 2…10 Вт. Схема удвоения напряжения (рисунок 3.2. б) применяется в высоковольтных ЭВП. Основная двухфазная схема (рисунок 3.2. в) применяется при емкостном и индуктивном характере нагрузки.В современных ЭВП в качестве вентилей используется, как правило, кремниевые диоды, важнейшими эксплуатационными параметрами которых являются: максимальный средний прямой ток (); максимальное повторяющееся импульсное обратное напряжение (); постоянное прямое напряжение () при заданном прямом токе (); дифференциальное сопротивление (); средний обратный ток (); ток перегрузки (); пороговое напряжение ().Исходные данные, приведены в таблице 1.1.1: Таблица 1.1.1 Исходные данные для расчета трансформатора 1.1.2 определяем габаритную мощность: Таблица 1.1.2 Соотношение мощности трансформатора и КПД 7) Определяем количество витков первичной обмотки при питании от сети напряжением 115 В: W1=U1*n=115*2, 93=336,95=337 витков 8) Находим из таблицы 1.1.3коэффициент m для вторичной обмотки: при I1=1,5 10) Находим силу тока в первичной обмотке: I1=Рг/Uсети=163,53/115=1,42 А 11) Находим диаметр провода первичной обмотки: d1 =p d1= 0,72* =1,19*0,72=0,856 мм d1изол=0,856 0,856/10=0,941 мм где di-диаметр провода из меди в миллиметрах;В курсовой работе проведен анализ и расчет четырех основных устройств
План
Содержание
Введение
1. Анализ технического задания
2. Разработка принципиальной схемы
3. Расчет данных
3.1 Расчет стабилизатора
3.2 Расчет сглаживающего фильтра
3.3 Расчет выпрямителя
3.3.1 Состав и основные параметры выпрямителей
3.3.2 Схемы выпрямителей
3.3.3 Основные параметры вентилей в схемах выпрямителей
3.4 Расчет трансформатора
Заключение
Список использованных источников
Введение
Источники вторичного питания предназначены для построения электрических схем, преобразующих энергию переменного тока в энергию постоянного тока с помощью выпрямителей. Источник вторичного электропитания (ИВЭ) представляет собой устройство, обеспечивающее электропитанием самостоятельные приборы или отдельные узлы электронной аппаратуры. Блок-схему источника вторичного питания можно представить в виде отдельных функциональных узлов. Основными функциями которого являются выпрямление переменного напряжения, инвертирование, преобразование, стабилизация и регулирование.
К современным электронным полупроводниковым устройствам предъявляются жесткие требования к качеству потребляемой электрической энергии, а именно: высокая стабильность питающего напряжения, требуемая форма питающего напряжения, высокая стабильность частоты питающего напряжения. однофазный стабилизатор выпрямитель
Источники вторичного питания подразделяются по типу первичного источника питания, по роду тока на выходе, по выходному напряжению, по потребляемой мощности. Источники вторичного питания бывают однофазные и трехфазные.
В курсовой работе проведен анализ и расчет четырех основных устройств однофазного источника вторичного питания - трансформатора, выпрямителя, и сглаживающего фильтра и стабилизатора.