Расчет выпрямителя, стабилизатора, расчетки (РГР)

Посмотреть архив целиком

Расчет выпрямителя

Вариант 33

Задание:

Рассчитать ВП, создающий на нагрузке постоянное напряжение Uo= 30 B при токе

Io= 3 A. Напряжение сети U1= 220 B при частоте f= 50 Гц. Общая емкость конденсаторов,

Входящих в схему ВП и фильтра, Сзад= 500 мкФ. Коэффициент пульсаций kп= 0.005

Возможные отклонения U1 - 10

Расчет

1)Определим сопротивление нагрузки и ее мощность.

Rн=Uo/Io=10 Ом Po=Uo*Io=90 Вт

2)Т.к. Uo>10 B, а также высокие требования к пульсациям выбираем мостовую схему.

3)Находим

Сmin=106/(f*Rн)=2*103 мкФ

Сзад<Cmin поэтому выбираем схему ВП с LC-фильтром, характер нагрузки индуктивный.

4)Выбираем тип вентиля, для чего определяем

Iпр.ср=Io/m=3/2=1.5 A, здесь m-число выпрямленных фаз

Uобр.m=1.57*(1+max)*Uo=51.81 B

Из табл. П1.1 выбираем диод КД266А, для которого

Iпр.срmax= 1.7 A > Iпр.ср

Uобр.и.п.max= 100 B > Uобр.m

Uпр= 1.4 B при Iпр= 1.7 A

Uпор= 0.6 B

Находим rв= (Uпр-Uпор)/Iпр= 0.471 Ом

5)По табл. 1.1 определяем Pгаб= 1.11Po= 99.9 Вт

6)Рассчитываем ориентировочные значения

Из табл. 1.1 kr=5.1 kL= 6.4, а Bm= 1.24 –амплитуда магнитной индукции в магнитопроводе

трансформатора, определяется по графику рис. П1.2

rтр= 0.749 Ом Ls= 1.133 мГн

Учтем также rдр= 0.1*Rн= 1 Ом

7)Рассчитываем Rвых и Eox по (1.4) и (1.5)

Rвых= rтр + 2*rв + 2*f*Ls + rдр= 2.804 Ом

Eox= Uo + 2*Uпор + Io*Rвых= 39.612 В

8)Определяем действующее значение напряжения из (1.5)

E2 = 1.11*Eox = 43.969 B

9) Определяем по (1.3)

Lкр=0.332*Rн/(2**f) = 0.011 Гн

10)Находим из (1.6)

L= 0.169/[2**f]2* Сзад * kп)= 0.685 Гн

Заказываем дроссель с некоторым запасом с индуктивностью L = 0.7 Гн и рабочим током

3.2 A. Уточним коэффициент пульсаций, подставляя в формулу (1.6) L = 0.7 Гн kп = 0.169/[2**f]2* Сзад * L) = 0.00489

11) Согласно (1.7)

Io кр = Eox/(2f*L/0.332+Rвых)=0.565 А

12) Из табл. 1.1

Iв= 0.707*Io = 2.121 A I2= Io= 3 A I1= n*I2= I2*E2/U1 = 0.599 A

Pгаб = ½*(U1*I1+E2*I2) = 131 Вт


13)Максимальное значение напряжения на емкости

E2mmax= 68.4 B

Из справочника выбираем конденсатор K50 –19 на напряжение 80 В емкостью 500 мкФ

14) Коэффициент пульсаций по первой гармонике для выходного напряжения находим по (1.23) и (1.22)

q1= (2*1*f)2LCзад – 1 = 33.544

kп1вых= 0.666/q1 = 0.02

15)КПД ВП определяем по (1.8), предварительно вычислив Pтр и Pв

Pтр= Ргаб*(1-тр)= 10.48 Вт Рв= Iпр.ср*N*Uпор= 3.6 Вт

тр= 0.92 - КПД трансформатора (рис. П1.1) N=4 – число вентилей в схеме

в= Po/(Po + Pтр + Pв)= 0.864








































Расчет стабилизатора

Вариант 2.20

Задание:

Рассчитать линейно- компенсационный стабилизатор на микросхеме при Uo= 30 B

Io= 3 A rи = 1.4 Ом Нестабильность в сети 10; Токр= 60oC

Расчет

1) По табл. П2.1 выбираем МС К142ЕН2А

Для нее получаем Uпдmin= 3 B Uвхmax= 40 B Uвых= 12..30 B Iн.мс.max= 0.15 A

Iпот= 4 мА Ррас.max= 0.8 Вт

Io> Iн.мс.max поэтому выбираем схему с умощняющим транзистором.

2)По (2.3) определяем необходимое минимальное напряжение на входе СН

U1min= Uo + Uпд + Uбэ + U1m = 30+3+0.7+0.08*(30+3+0.7)= 36.396 B

Согласно (2.4)

U1= U1min/(1-min); U1max= U1min*(1+max)

U1= 40.44 B U1max = 44.484 B

Rист= rи = 1.4 Ом

То по (2.5) определяем

E1min= U1min+ Io* Rист = 40.596 B

E1max= U1max+ Io* Rист = 48.684 B

3)По формуле (2.8) находим

Рсц= (U1max - Uo)*Io= 43.452 Вт

Из табл. П2.2 выбираем усиливающий мощность транзистор типа 2Т819Б для которого

Ikmax= 15 A >Io; Pkmax=100Вт >Pсц; Uкэmax= 60 В; Tпmax= 150oC ; H21э= 20; Rтпк= 1.25oC/Вт; Ikбomax=10 мА;

Проверяем условие (2.9) H21эmin = (3…5)*Io/ Iн.мс.max= 60…100

Так как оно не выполняется, применим схему составного транзистора, предварительно пересчитав значения напряжений и мощности с учетом увеличения выходного напряжения МС еще на 0.7 B. Тогда

U1min = 30+3+1.4+0.08*(30+3+1.4)= 37.152 B U1= 41.28 B U1max= 45.408 B

E1min= 41.352 B E1max= 49.608 B Рсц= 46.224 Вт

По формуле (2.10) находим

Iб1min= Io/H21э1max = 0.15 A Iб1max= Io/H21э1min= 0.15 A

Т.к. Iб1min> Ikбomax ,то сопротивление Rб1 не ставим.

4)Выбираем VT2 составного транзистора. Для него

Ikmax= 0.15 A; Uкэ2max= (45.408 - 30)= 15.408 B

Pк2max = Ikmax* Uкэ2max = 0.15*15.408= 2.311 Вт

Из табл. П2.2 выбираем транзистор КТ807АМ, для которого

Ikmax= 0.5 A; Pkmax=10 Вт; Uкэmax= 100 В; Tпmax= 150oC ; H21э= 15…45; Rтпк= 8oC/Вт; Ikбomax=1 мА;

Максимальный ток базы считаем по (2.14)

Iб2max= Ik2max /H21э2min= 0.033 A

Iб2min= Ik2max /H21э2max= 0.011 A

Iб2min> Ikбomax , поэтому сопротивление в цепи базы VT2 не предусматриваем.

5)Рассчитываем площади радиаторов для VT1 и VT2 по (2.15)

Sp 1/([(Tпmax - Токр)/Pk - Rтпк - Rткp]*kт)

Sp1 1/([(150 - 60)/ 46.224 – 1.25 – 0.6]*0.8*10-3) = 12.88*103 см2

Sp2 1/([(150 - 60)/ 2.311 - 8 - 1]* 0.8*10-3) = 41.74 см2

Площадь радиатора для VT1 оказалась очень большой, поэтому применим параллельное включение транзисторов. В качестве VT1 выбираем транзистор KТ819B (заметим, что его применение в схеме составного транзистора неприемлемо т.к. Rтпс оказывается < Rтпк + Rткp т.е. Sp1 получается отрицательной)


Для VT1:

Ikmax= 10 A >Io; Pkmax=60Вт >Pсц; Uкэmax= 60 В; Tпmax= 125oC ; H21э= 15;

Rтпк= 1.67oC/Вт; Ikбomax=10 мА;

6)Определим сопротивление симметрирующих резисторов

Rc = 0.6*Nпар/Io = 0.6*2/3 = 0.4 Ом

7)Необходимо увеличить U1min на величину падения напряжения на Rc и пересчитать

U1, U1max и Рсц.

U1min= 30+3+1.3+0.08*(30+3+1.3)= 37.044 B; U1= 41.16 B; U1max =45.276 B;

Рсц=(U1max - Uo)*Io/2 = 22.914Вт.;

Рассчитываем площадь радиатора VT1

Sp1 1/([(150 - 60)/ 22.914 – 1.67 – 0.6]*0.8*10-3) = 2206 см2

Соединим параллельно 3 транзистора, тогда

Rc = 0.6 Ом; U1min= 37.044 B; U1= 41.16 B; U1max =45.276 B; Рсц = 15.276 Вт;

Рассчитываем площадь радиатора VT1

Sp1 1/([(150 - 60)/ 22.914 – 1.67 – 0.6]*0.8*10-3) = 629.71 см2

8)Для расчета сопротивлений делителя зададим Iдел= 2 мА. Uоп= 1.5 B для К142ЕН2А

тогда:

R2= Uоп/ Iдел = 750 Ом

R1= (Uo-Uоп)/ Iдел = 14.25 кОм

Из табл. П1.4 выбираем резисторы с номинальными значениями R1= 15 кОм R2= 750 Ом
































Расчет стабилизатора

Вариант 2.20

Задание:

Рассчитать линейно- компенсационный стабилизатор на микросхеме при Uo= 30 B

Io= 3 A rи = 1.4 Ом Нестабильность в сети 10; Токр= 60oC

Расчет

1) По табл. П2.1 выбираем МС К142ЕН2А

Для нее получаем Uпдmin= 3 B Uвхmax= 40 B Uвых= 12..30 B Iн.мс.max= 0.15 A

Iпот= 4 мА Ррас.max= 0.8 Вт

Io> Iн.мс.max поэтому выбираем схему с умощняющим транзистором.

2)По (2.3) определяем необходимое минимальное напряжение на входе СН

U1min= Uo + Uпд + Uбэ + U1m = 30+3+0.7+0.08*(30+3+0.7)= 36.396 B

Согласно (2.4)

U1= U1min/(1-min); U1max= U1min*(1+max)

U1= 40.44 B U1max = 44.484 B

Rист= rи = 1.4 Ом

То по (2.5) определяем

E1min= U1min+ Io* Rист = 40.596 B

E1max= U1max+ Io* Rист = 48.684 B

3)По формуле (2.8) находим

Рсц= (U1max - Uo)*Io= 43.452 Вт

Из табл. П2.2 выбираем усиливающий мощность транзистор типа 2Т819Б для которого

Ikmax= 15 A >Io; Pkmax=100Вт >Pсц; Uкэmax= 60 В; Tпmax= 150oC ; H21э= 20; Rтпк= 1.25oC/Вт; Ikбomax=10 мА;

Проверяем условие (2.9) H21эmin = (3…5)*Io/ Iн.мс.max= 60…100

Так как оно не выполняется, применим схему составного транзистора, предварительно пересчитав значения напряжений и мощности с учетом увеличения выходного напряжения МС еще на 0.7 B. Тогда

U1min = 30+3+1.4+0.08*(30+3+1.4)= 37.152 B U1= 41.28 B U1max= 45.408 B

E1min= 41.352 B E1max= 49.608 B Рсц= 46.224 Вт

По формуле (2.10) находим

Iб1min= Io/H21э1max = 0.15 A Iб1max= Io/H21э1min= 0.15 A

Т.к. Iб1min> Ikбomax ,то сопротивление Rб1 не ставим.

4)Выбираем VT2 составного транзистора. Для него

Ikmax= 0.15 A; Uкэ2max= (45.408 - 30)= 15.408 B

Pк2max = Ikmax* Uкэ2max = 0.15*15.408= 2.311 Вт

Из табл. П2.2 выбираем транзистор КТ807АМ, для которого

Ikmax= 0.5 A; Pkmax=10 Вт; Uкэmax= 100 В; Tпmax= 150oC ; H21э= 15…45; Rтпк= 8oC/Вт; Ikбomax=1 мА;

Максимальный ток базы считаем по (2.14)

Iб2max= Ik2max /H21э2min= 0.033 A

Iб2min= Ik2max /H21э2max= 0.011 A

Iб2min> Ikбomax , поэтому сопротивление в цепи базы VT2 не предусматриваем.

5)Рассчитываем площади радиаторов для VT1 и VT2 по (2.15)

Sp 1/([(Tпmax - Токр)/Pk - Rтпк - Rткp]*kт)

Sp1 1/([(150 - 60)/ 46.224 – 1.25 – 0.6]*0.8*10-3) = 12.88*103 см2

Sp2 1/([(150 - 60)/ 2.311 - 8 - 1]* 0.8*10-3) = 41.74 см2

Площадь радиатора для VT1 оказалась очень большой, поэтому применим параллельное включение транзисторов VT1.

6)Определим сопротивление симметрирующих резисторов

Rc = 0.6*Nпар/Io = 0.6*2/3 = 0.4 Ом


7)Необходимо увеличить U1min на величину падения напряжения на Rc и пересчитать

U1, U1max и Рсц.






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.