Реферат: Расчет стабилизированного источника вторичного электропитания электронных устройств

Т.к. она меньше 100 ВА, а выпрямленное напряжение меньше 300 В и ток 1 А, можно использовать двухполупериодную схему выпрямления с выводом средней точки.

Рис.2.1. Двухполупериодная схема выпрямления с выводом средней точки

В первый полупериод, когда потенциал точки А будет положительным, а потенциал точки В отрицательным, диод VD1 будет открыт и ток протекает через диод VD1, нагрузку R_H и верхнюю половину второй обмотки в направлении, показанном сплошными стрелками. Диод VD2 в это время закрыт, ток через него не течет и он находиться под обратным напряжением.

В последующий полупериод ,когда потенциал в точке В становиться положительным, а точки А - отрицательным, VD2 открывается, а диод VD1 закрывается и ток течет через диод VD2, нагрузку R_H и нижнюю половину вторичной обмотки в направлении, показанном пунктирными стрелками. Диод VD1 в это время находится под обратным напряжением. Таким образом, через нагрузку протекает ток в одном и том же направлении в течение всего периода.

В идеализированной схеме отсутствуют потери в диодах и трансформаторе, поэтому форма выпрямленного напряжения u₀ повторяет форму напряжения на работающих половинах вторичной обмотки трансформатора, другими словами график u₀ отбивающей положительных полусинусоид графиков

В каждый полупериод u₂ по половине вторичной обмотки трансформатора, диоду и нагрузке протекают равные между собой токи, причем ток в идеализированной схеме определяются только сопротивлением нагрузке и равен u₀ /R_н .

Как следует из рис. 2.1 а, токи протекающие по половинам вторичной обмотки трансформатора, имеют такое направление, при котором постоянные составляющие этих токов создают встречно направленные магнитные потоки. Поэтому вынужденное подмагничивание магнитопровода трансформатора в двухполупериодной схемы выпрямления отсутствует.

Форма графика u_обр требует дополнительных объяснений. Каждую половину периода один из диодов схемы закрыт и к его электродам приложено обратное напряжение, которое равно разности потенциалов между анодом и катодом этого диода. В первую половину периода закрытым VD2. Потенциал его анода равен потенциалу точки В, который определяется отрицательной полусинусоидой . Катод диода VD2 в это время имеет положительный потенциал точки А (положительная полусинусоида ). Поскольку открыт VD1, и падение напряжения на нем в идеализированной схеме равно нулю (рис.2.1).

Таким образом, в течении первого полупериода диод VD2 находится под обратным напряжением, равным разности потенциалом между концами вторичной обмотки трансформатора (точки А и В), и максимальное значение этой разности потенциалов равно удвоенному амплитудному значению напряжения одной из половин вторичной обмотки, то есть

И_{обр ип} = 2·u_{2 m}

Преимущества двухпроводной схемы по сравнению с однопроводной состоят в следующем:

1. Значительно уменьшается габаритные и масса трансформатора (следствии лучшего использования обмоток и отсутствия подмагничивание магнитопровода);

2. Амплитудное значение тока через диод вдвое меньше;

3. Значительно уменьшаются габариты и масса сглаживающего фильтра (вследствие увеличения в двое основной частоты пульсации, то есть , и уменьшения более чем в два раза коэффициента пульсации).

Недостатками схемы являются:

1. Необходимость вывода средней (нулевой) точки вторичной обмотки трансформатора;

2. Наличие в схеме двух диодов в место одного.

III. ВЫБОР СХЕМЫ СГЛАЖИВАЮЩЕГО ФИЛЬТРА

а) Входным элементом фильтра выбирается дроссель I_он = 1,0 А;

б) Схема оставшейся части фильтра определяется коэффициентом сглаживания фильтра выпрямителя, т.е.

Поскольку коэффициент сглаживания фильтра в 2,5 раза меньше, то исходя из наилучших массогабаритных характеристик фильтра, его составляют из одного звена LC. Таким образом, если дроссель выбран в качестве входного элемента, оставшаяся часть фильтра представляет собой конденсатор С.

IV. НАПРЯЖЕНИЕ НА ВЫХОДЕ СХЕМЫ

Определение напряжения на выходе схемы выпрямления с учетом падения напряжения на дросселе фильтра

где - %, определяется из графика на рис.4.1.в соответствии со значением Р_он .

Рис. 4.1. График для определения падения напряжения на дросселе фильтра, при f = 50 Гц

В данном случае Р_он = 12 ВА и- = 10,5% и, следовательно,

V. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДИОДОВ

Для определения параметров диодов воспользуемся таблицей 12.4 [1], согласно которой

Выбор типа диода производится по приложению 3 [1], откуда выбираем диод КД 204Б со следующими параметрами:

VI. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЯ

а) Активное сопротивление обмоток трансформатора, приведенная ко вторичной обмотке

б) Падение напряжения в обмотке трансформатора