Трансформаторный (сетевой) источник питания
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
типу проводящего слоя;
)По максимальному рабочему напряжению;
)По классу прочности;
)По ТКR.
Конденсаторы:
)По типу конденсатора;
2)По номинальному напряжению UН(1,3-1,5)UРАБ;
)По классу точности;
)По ТКС.
Диоды:
)По максимально выпрямляемому току;
2)По прямой рассеиваемой мощности;
)По максимально допустимому обр. напряжению;
Исходя из выше перечисленных критерий, выбираем ЭРЭ для проектируемого блока питания:
1)Транзистор: КТ814А - h21=40; Pmax=10Вт; Umax=40B; fmax=3МГц; Rб=10Ом.
2)Резистор: R1- Рном=0,125Вт; МЛТ; резистор общего назначения;
Umax=350В5%.
3)Конденсаторы: С1 - UН(1,3-1,5)UРАБ=400В; 0,4; ТКЕ=10-8 1/С.
С2 - UН(1,3-1,5)UРАБ=16В; 0,4; ТКЕ=10-6 1/С.
С3 - UН(1,3-1,5)UРАБ=10В; 0,2; ТКЕ=10-5 1/С.
4)Диоды: КД208А - Imax=0,5A; Pmax=60Вт; Uобр max=35B.
2. Расчетная часть
.1 Расчет маломощного трансформатора
Расчет маломощного трансформатора осуществляется на основе методики, изложенной в [2]. Исходные данные: напряжение сети U1 = 220 В, частота сети f = 50 Гц, параметры вторичной обмотки: U2 = 15,864В, I2 = 1,5А.
1)Мощность трансформатора в соответствии с формулой (1):
PГ = U2 • I2 (1)
PГ =15,864В 1,5А=23,79Вт
По таблице 12.1 [2] выбираем сталь 1511, kC = 0.93, В = 1,26 Тл, J = 3,2A/мм2, kO= 0.28, ? = 0,92.
2)Ток I1 в соответствии с формулой (2) и с учётом, что cos j = 0.9:
(2)
I1 =23,79Вт /(2200,890,9)=0,13 A
)Исходная расчётная величина SCSO в соответствии с формулой (3) определяется:
(3)
SCSO = =10,4 см4
По приложению 1 [2] согласно полученному SCSO выбираем магнитопровод Ш1612 с параметрами: а =16 мм, с =16мм, h =40 мм, b =10мм, SC =1,31 см2.
4)Число витков в обмотках трансформатора согласно формулам (4) и (5)
(4)
(5)
где DU1% =15, DU2% =20:
w1 = ((220(1-5)/100)104)/(4,44501,261,31) =5103 витков;
w2 = ((7,2 (1+15)/100)104)/(4,44501,261,31) =413 витков;
5)Сечение проводов обмоток в соответствии с формулой (6) определяется
qпр = (6)
q = 0,0516/3,9=0,0205 мм2; qnp2 = 0,9/3,9 = 0,4 мм2
По найденным сечениям проводов из приложения 2 [2] для провода ПЭВ-1 находим соответствующие диаметры проводов обмоток с изоляцией. Таким образом,1 = 0,160 мм, d2 = 0,605 мм.
6)Определяем возможность размещения обмоток в выбранном окне магнитопровода, для чего производим расчёты согласно формулам (7), (8) и (9)
a)число витков в первичной обмотке в одном слое:
(7)
где h - высота окна магнитопровода, мм;
e1 - расстояние обмотки до ярма, обычно 25 мм;
d1 - диаметр провода обмотки, мм.
Полученное значение округляется до ближайшего меньшего числа
b)число слоёв обмотки:
(8)
Полученное значение округляется до ближайшего большего значения.
c)толщина обмотки:
(9)
где = 0
Обмотка w1:
Число витков в одном слое обмотки:
w11 = (22,5 - 22)/0,160 =225
Число слоёв обмотки:
m1 =5103/225= 22,7
Толщина всей обмотки d1 с учётом, что = 0,06:
d1 = 22,7(0,160+0,06) =4,98 мм.
Обмотка w2:
Число витков в одном слое обмотки:
w12 = (22,5 - 22)/0,605 =59,5
Число слоёв обмотки:
m2 = 413/59,5 =6,92
Толщина всей обмотки d2 с учётом, что g2 = 0,06:
d2 = 6,62(0,605+0,06) =4,60 мм.
Необходимая ширина окна определяется в соответствии с формулой (10):
(10)
где k - коэффициент разбухания обмоток за счёт неплотного прилегания слоёв, k = 1,21,3,
e2 - толщина изоляции между обмотками и стержнем, e2 = 1,02,0 мм,
e3 - толщина наружной изоляции катушки, e3 = 0,55 мм,
e4 - расстояние от катушки до второго стержня, e4 = 14 мм,
dN-1,N - толщина изоляции между обмотками, она составляет 0,51 мм.
СНЕОБХ = 1,25(1,5+4,98+0,75+4,60+0,5)+1,3 =15,11 мм.
с ? СНЕОБХ
2.3Расчёт выпрямителя на нагрузку ёмкостного характера
осуществляется на основе методики, изложенной [2].
Исходные данные (номинальные значения): выпрямленное напряжение в нагрузке UОН = 12 В, выпрямленный ток в нагрузке IО = 0,5 А; коэффициент пульсации выпрямленного напряжения на нагрузке kПН = 1%; напряжение сети U1 = 220 В; частота сети fС = 50 Гц; рабочий диапазон температур DТОКР = -6080ОС; мощность в нагрузке РОН = UОН IО = 90,6 = 5,4 Вт.
Применим однофазную мостовую схему выпрямления с фильтром, начинающимся с конденсатора; обозначим его СО.
Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения на конденсаторе С0 принимается равным Кп.вх = 515 %. Примем Кп.вх = 5.
Напряжение на выходе схемы выпрямления:
U0 = U0H[1+0.01 (DUФ/U0H)%],
где (DUФ/U0H)% подставляется из графика [2]. В соответствии с мощностью РОН=0,39 Вт DUФ/U0H = 10,1%. Таким образом, U0 = U0H[1+0.01 (DUФ/U0H)%] = 9(1+0,0110,1) = 9,909 В.
Основные параметры диодов схемы определяются по таблице 12 [2], согласно которой приблизительное значение
Iпр.ИП = 3,5I0 = 3,50,6 = 2,1 А.пр.ср. = I0 / 2 = 0,6/2 = 0,3 А.
Uобр.ИП = 1,5U0 = 1,59,909 = 14,86 В.
В соответствии с этими данными выбираем диоды КД208А со следующими параметрами при окружающей температуре -60+800С: Iпр.ср max = 350 мА > Iпр.ср, Uобр max = 35 В > Uобр.ИП, Iпр.И max = 6 Iпр.ср max = 0,36 = 1,8 А > Iпр.И приб; Uпр.ср. = 1 В.
Таким образом, NПОСЛ = 1.
1)Активное сопротивление обмоток трансформатора, приведённое к вторичной обмотке, определяется согласно формуле (11):
(11)
2)Дифференциальное сопротивление диодов определяется согласно формуле (12):
(12)
3)Активное сопротивление фазы выпрямителя определяется согласно формуле (13)
(13)
r0 = 21,11+2,43 = 4,65 Ом
4)Индуктивность рассеяния обмоток трансформатора определяется согласно формуле (14):
(14)