2.5.2 Расчет емкостного фильтра

Определим пульсации на выходе фильтра C_ф1

, где

i_c – ток разряда C _ф1, равный в случае пиковой нагрузки 2.5 А,

Δt – время полупериода разряда, Δt=1/2f_сети, где f_сети – минимальная частота сетевого напряжения, f_сети=49,5 Гц.

Δt=1/99 c

Тогда емкость конденсатора для пульсаций не более 10 В определится:

C= (2.5*1/99)/34 = 0,0008 мкФ. Выберем конденсатор с емкостью 0,01мкФ. Он обеспечит необходимую величину пульсаций

2.6 Расчет трансформатора

1. Определяем мощность снимаемую со вторичной обмотки трансформатора:

Ток нагрузки, учитывая потребляемую микросхемой мощность.

тогда

Р₂=U_2´ I₂=30´ 1.2=36 Вт

Рис. 7. Ленточный магнитопровод в разрезе, броневой.

К рис. 7: а-толщина навивки, b-ширина ленты, h-высота окна, с-ширина окна.

2. Выбираем стандартный ленточный магнитопровод ШЛМ 32х25 мм из [2], с параметрами: a=16 мм, b=25 мм, c=15 мм, h=45 мм.

S_с = 8 cм²,

S_ок = 6.75 cм²,

S_с ´ S_ок = 79.2 cм ⁴,

где S_с – площадь сечения магнитопровода

S_ок - площадь окна магнитопровода.

3. Определим максимальную мощность:

P_вых = S_с´S_ок ´2.22´f´B_max´J´K_ок´K_ст /100´K_ф

где В_мах - магнитная индукция материала магнитопровода (1.5 Тл для ленточных магнитопроводов)

J - плотность тока (2.8 А/мм. кв.)

К_ок - коэффициент заполнения окна медью (0.26)

К_ст - коэффициент заполнения магнитопровода сталью (0.85)

f – частота напряжения на первичной обмотке (50 Гц)

K_ф – коэффициент формы напряжения (1 для синусоидального напряжения)

все данные взяты из методических указаний «Вторичные источники питания», раздел - сетевые трансформаторы.

P_вых = 79.2´2.22´50´1.5´2.8´0.26´0.85/100 = 81.6 Вт

Расчетная величина превышает необходимую по исходным данным (Р₂ = 36 Вт), что позволяет применить данный магнитопровод для намотки нужного трансформатора.

4. Ток, текущий в первичной обмотке:

I₁ = P₂ / U_1´h´cos j,

где величина h –КПД для маломощных трансформаторов.

I₁ = 36/ 220´0.88´0.93 = 0.2 А.

5. Сечение провода в обмотках:

S_пр = I / J,

В первичной обмотке: S₁ = 0.2 / 2.8 = 0.07 мм²,

Во вторичной обмотке: S₂ = 1.2 / 2.8 = 0.43 мм².

6. Диаметр провода в обмотках:

В первичной обмотке: мм.

Во вторичной обмотке: мм.

Выбираем ближайшие диаметры провода из ряда стандартных размеров, выпускаемых промышленностью: Тип ПЭ, ГОСТ 26615-85.

d₁ =0.315 мм, S₁=0.077 мм² d_1эмал=0.355 мм.

d₂ =0.75 мм, S₂=0.44 мм² d_2эмал=0.81 мм.

7. Определим число витков в обмотках трансформатора:

В первичной обмотке:

витков.

Во вторичной обмотке:

витков,

где ∆U-падение напряжения на обмотках трансформатора.

8. Выберем стандартный трансформатор: Унифицированный трансформатор ТПП для питания устройств на полупроводниковых приборах ТПП258 мощностью 57 Вт.

9. КПД трансформатора

η = P₂/P₁=U_2´I₂/U_1´I₁

η = 30´1.2/220´0.2=0.82

10. КПД ВИП

η = P_вых/P_вх=U_вых´I_вых/U_вх´I_вх

η = 15´1.6/220´0.2=0.55

2.7 Расчет выпрямителя

Исходными данными для расчета мостового выпрямителя, представленного на рис. 1, служат: требуемое напряжение на нагрузке (U_н) и потребляемый ею максимальный ток (I_н).

Uн=30 В, А

Рис 8. Схема мостового выпрямителя

1. Определяют переменное напряжение, которое должно быть на вторичной обмотке сетевого трансформатора:

U₂ = B U_н,

где: U_н - постоянное напряжение на нагрузке, В; В - коэффициент, зависящий от тока нагрузки, В=1.5

U₂ = 1.5* 30=45 В

2. По току нагрузки определяют максимальный ток, текущий через каждый диод выпрямительного моста:

I_д = 0,5 С I_н,

где: I_д - ток через диод, А; I_н - максимальный ток нагрузки, А; С - коэффициент, зависящий от тока нагрузки С=1.8.

I_д = 0,5*1.8*0.8=0.72 А

3. Выберем диоды, у которых значения выпрямленного тока и допустимого обратного напряжения превышают расчетные: 1N4002 (Uобр=100В, Iпр=1А)

Выбор предохранителя:

Номинальный ток I1=0.2 А, рабочий ток предохранителя должен превышать его в 2-3 раза.

Выберем предохранитель ВПМ-2 0.5:

Материал	металл
Номинальное напряжение,В	250
Номинальный ток,А	0.5
Контакты	проволочные
Длина корпуса,мм	5
Диаметр корпуса,мм	5
Рабочая температура,С	-60...100
Производитель	Россия