Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Методические указания по расчету ВИП





 

1. Выбор структуры ВИП

Чтобы обеспечить гальваническую развязку нагрузки от сети переменного тока и согласовать уровни выходного и сетевого напряжений, ВИП должен включать согласующий трансформатор. Для получения постоянного напряжения с заданными максимально допустимым коэффициентом пульсаций и максимальной нестабильностью необходимо применить выпрямитель со сглаживающим фильтром и СН.

Для выпрямителя целесообразно выбрать двухполупериодную схему выпрямителя как обладающую в два раза более высокими средним напряжением и частотой пульсаций, меньшим коэффициентом пульсаций по сравнению с однополупериодной схемой. Такой выбор позволит более эффективно использовать согласующий трансформатор и более просто решить задачу сглаживания пульсаций.

В качестве сглаживающего фильтра во всех случаях рекомендуется использовать емкостный фильтр.

Необходимый уровень стабилизации выходного напряжения достигается СН. Его работу можно оценить двумя важнейшими параметрами: коэффициентом стабилизации КСТ = (D UвхU)/(D U×Uвх) = dUС /dU и коэффициентом сглаживания пульсаций КСГ = КПвх / КП,

где Uвх – номинальное напряжение на входе СН;

D Uвх = 0,01 dUC Uвх – наибольшее изменение входного напряжения;

D U = 0,01 dU×U – наибольшее изменение выходного напряжения;

КПвх – коэффициент пульсаций на входе СН.

При КСТ £ 15 целесообразно применение параметрического СН, дополненного при необходимости (когда максимальный ток через стабилитрон больше допустимого) эмиттерным повторителем. При более высоких требованиях к стабильности следует ориентироваться на ИСН, некоторые типы которых приведены в прил. 3.

 

2. Расчет параметров СН

Расчет сопротивления балластного резистора RБ, необходимого входного напряжения Uвх и выбор типа стабилитрона можно вести в следующем порядке:

а) выбирают в первом приближении из справочника стабилитрон (часть типов приведена в прил. 4) по напряжению Uст и току Iст стабилизации. При этом должно соблюдаться Uст» U с заданным максимальным отклонением ±15 %, а Iст > I max при возможно меньшем rст.

б) определяют предельно достижимое значение коэффициента стабилизации КСТпр

,

где D1 = dU / 2 – допустимое относительное уменьшение входного напряжения по сравнению с номинальным, %;

Iст .min – минимальный ток стабилитрона, А (из справочника);

rст – дифференциальное сопротивление стабилитрона (из справочника), Ом.

Значение КСТпр должно быть не менее чем в 1,3 раза больше требуемого КСТ. Если это условие не соблюдается, следует выбрать другой стабилитрон или перейти к ИСН.

в) находят необходимое входное напряжение по формуле

.

г) рассчитывают сопротивление балластного резистора RБ по формуле

,

где Rвых – выходное сопротивление выпрямителя и фильтра постоянному току, принять равное нулю.

д) определяют максимальный ток стабилитрона

.

Рассчитанное значение Iст должно быть меньше максимального тока стабилизации выбранного стабилитрона Iст .max. Если это условие не выполняется, то при заданных требованиях и выбранном стабилитроне выполнить параметрический СН нельзя и следует выбрать другой стабилитрон, добавить эмиттерный повторитель или применить ИСН.

В случае использования параметрического СН с эмиттерным повторителем расчет проводится по формулам, указанным для параметрического СН. Только токи I max и I min необходимо уменьшить в h 21 э раз, т.е. взять значения I max/ h 21 э и I min/ h 21 э соответственно, где h 21 э – коэффициент передачи тока транзистора эмиттерного повторителя (часть типов транзисторов приведена в прил. 5). Тем самым будет учтено, что нагрузкой параметрического СН является не заданная нагрузка, а эмиттерный повторитель.

В случае использования ИСН его тип и схема включения (типовая схема включения некоторых типов ИСН приведена в прил. 3) предварительно определяются по справочнику, исходя из требуемых выходного напряжения U и максимального тока нагрузки Imax. Тут же определяется и величина входного напряжения ИСН.

Далее следует проверить возможность использования выбранного СН по критерию нестабильности выходного напряжения dU, которая складывается из нестабильности dUU, обусловленной изменением входного напряжения, нестабильности dUI, обусловленной изменением тока нагрузки, и температурной нестабильности dUТ:

dU=dUU + dUI + dUT.

Если пренебречь внутренним сопротивлением выпрямителя, то составляющие нестабильности можно считать взаимно независимыми.

Наиболее просто они определяются для ИСН

dUU = KнU × D Uвх; dUI = KнI × D I; dUT = a ×D T.

Здесь KнU, KнI, a – паспортные параметры ИСН, D I = I max I min– наибольшее изменение тока нагрузки, D Т = 0 К согласно заданию. Величина D Uвх находится после выбора величины входного напряжения с учетом заданного отклонения напряжения первичного источника.

Расчет первых двух нестабильностей параметрического СН ведется по формулам

D UU = D Uвх × rст / RБ; D UI = rст × D I.

Для параметрического СН с дополнительным эмиттерным повторителем нестабильность D UU определяется так же, как и без эмиттерного повторителя, а токовая нестабильность напряжения определяется выражением

D UI = rст × D I / h21Э + UT ln(I max / I min).

Здесь h21Э – минимальное значение параметра для выбранного типа транзистора, UT = 26 мВ – термоэлектрический потенциал при нормальной температуре. Температурной нестабильностью параметрического СН согласно заданию можно пренебречь.

Очевидно, расчетное значение dU не должно превосходить требуемое, в противном случае выбирают другой стабилитрон, транзистор или ИСН.

3) Выбор элементов выпрямителя и сглаживающего фильтра.

Эта часть задания предполагает расчет емкости сглаживающего фильтра и выбор типа выпрямительных диодов или блока.

Вначале по заданному параметру KП и найденному коэффициенту сглаживания KСГ выбранного СН следует определить допустимый уровень пульсаций входного напряжения СН КПвх.

Для параметрического СН

.

Для ИСН КСГ является справочным параметром и выражается в децибелах. Для его перевода в безразмерный коэффициент можно воспользоваться формулой .

Допустимый уровень КПвх = КП × КСГ. Емкость конденсатора фильтра С рассчитывают по формуле

,

где IП – ток потребления СН, является справочным параметром для ИСН и в случае параметрического стабилизатора равен максимальному току через стабилитрон IП = Iст;

fП – частота пульсаций выпрямленного напряжения, для двухполупериодного выпрямителя fП = 2 fC ;

– минимальное мгновенное значение напря­же­ние на входе СН.

Промышленность выпускает резисторы и конденсаторы с номиналами согласно стандартным рядам. Поэтому конденсатор сглаживающего фильтра окончательно выбирается одного из полярных типов с номинальной емкостью, соответствующей стандартному ряду Е6, принимая ее в сторону большей емкости. Стандартный ряд Е6 приведен в прил. 7.

Если КПвх окажется больше 10 %, то емкость конденсатора фильтра C рассчитывают по допустимому уровню пульсаций 10 % (принимают КПвх = 10 %).

Очевидно, что за расчетный ток нагрузки выпрямителя следует принять сумму тока I max и тока потребления СН IП.

Напряжение вторичной обмотки трансформатора U 2 определяется исходя из напряжения на входе СН Uвх с учетом коэффициента пульсаций КПвх и падения напряжения на n диодах выпрямителя (для мостовой схемы выпрямителя n = 2) в прямом направлении Uпр.ср (справочный параметр):

.

Расчет согласующего трансформатора достаточно свести к определению требуемого коэффициента трансформации К 12 = UC / U2.

Диоды, некоторые типы которых приведены в прил. 4, выбирают по среднему значению тока, соответствующему максимальному току нагрузки выпрямителя, и по обратному напряжению, зависящему от выбранного значения напряжения на входе СН с учетом его пульсаций и отклонения напряжения сети. При этом необходимо также учитывать частотные свойства диодов.

Минимальное обратное напряжение для диодов мостового выпрямителя

.

Максимальное значение среднего тока через диод двухполупериодного выпрямителя

Iср = (I max + IП) / 2.

Максимальная частота тока через диод

fm ³ fП .

Date: 2015-05-05; view: 902; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.008 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию