Произвести электрический расчет всех элементов и начертить принципиальную схему стабилизированного источника питания. Источник работает от сети переменного тока с напряжением UС = 220 В и частотой 50
Гц. Изменения напряжения сети возможны в пределах ±10% от номинального значения. Выходное напряжение U0, ток нагрузки I0, коэффициент нестабильности по входному напряжению KU и выходное сопротивление стабилизатора RВЫХ являются исходными данными для расчета и приведены в табл. 1. Нестабильность U0 не более 5%.
| Номер варианта | U0, В | I0, А | KU, % | RВЫХ, Ом |
| +12 | 0,8 | ≤ 0,8 | ≤ 0,05 | |
Таблица 1. Исходные данные.
Рис.1. Схема стабилизированного источника питания.
1.Трансформатор.
Поскольку выходное напряжение источника питания должно быть 12В, то трансформатор следует взять с напряжением на 1…1,5 В больше. Этот «буфер» позволит нивелировать падение напряжения на диодном мосту, Г-образном фильтре и стабилизаторе напряжения. В представленной литературе я не обнаружил трансформатор малой мощности с одной вторичной обмоткой, напряжением вторичной обмотки 12 В, током на вторичной обмотке 0.8А. Поэтому я выбрал трансформатор типа ТП1203:
Рис.2. Фотография и параметры ТП1203
Мощность нагрузки:
PН = U0 * I0 = 12* 0.8 = 9.6 Вт
Мощность трансформатора ТП1203 равна 11 Вт что с запасом 1.7 Вт.
2. Выпрямитель.
Максимальное обратное напряжение на диодах, включенных в смежные плечи моста, будет равно:
UОБР.МАКС. = 1,57 * U0 = 18.84 В
Средний прямой ток каждого диода
IСРЕД.ПР = согласно ТХ диода = 1.5 А
Сопротивление нагрузки:
RH = U0/I0 = 12 / 0.8 = 15 Ом
Максимальный прямой ток:
IПРЯМ.МАКС. = π/2 * U0/ RH = 3.14 / 2 * 12 / 15 = 1.256 А
Как видно из ТХ и моих расчётов КД208А отлично подойдёт для этой сборки:
- UОБР.МАКС. - 100 В;
- IПРЯМ.МАКС. 1,5 А;
- fД 1 кГц, рабочая частота;
3. Г-образный LC фильтр.
Расчёт параметров фильтра следует начать с определения величины коэффициента сглаживания:
q = p1/p2, где p1 – коэф.пульсаций после диодного моста, p2 –
коэф.пульсаций после фильтра (желаемый).
p2 не известен, но известен коэффициент нестабильности по выходному напряжению ≤8%. Амплитуда пульсаций будет равна: 12*0,08 = 0,96 В. Коэффициент пульсаций: 0,96/12=0,08.
q = p1/p2 = 0,67/0.008 = 8.375
Далее определяется значение ёмкости фильтра по приближенной формуле:
СФ = (3200*I0) / (U0*Kп) = 2560/8.04 = 318мкФ Ближайшее стандартное значение ёмкости 330 мкФ 16 В. Индуктивность дросселя в Г-образной схеме можно определить исходя
из приближенного значения:
L = (10*q)/(m2*C) = 0.1268 Гн
Ближайшее стандартное значение индуктивности 150 мГн, Ближайшее стандартное значение индуктивности 30 мГн. Дроссель необходимо выбрать на ток 0,5…1 А, чтобы сильно не грелся при токе 0,8 А.
4.Стабилизатор напряжения.
Существуют готовые стабилизаторы напряжения серии КР142ЕН.
Основные параметры КР142ЕН8А:
-Стабилизированное напряжение на выходе: 11,9..12,1В;
-Рабочий ток на выходе: 1.5 А;
-Предельное напряжение на входе: 35 В;
-Допустимая погрешность напряжения на выходе: 0,05 В; Нестабильность выходного напряжения:
((12.1-11.9)/12)*100% = 1,66%
Примечание: в описании советуют на выходе из стабилизатора ставить
шунтирующий конденсатор на 1 мкФ.
Список литературы.
1. Иванов-Цыганов А. И. Электропреобразовательные устройства РЭС.
М.: Высш. шк., 1991. – 272 с.
2. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник
/ Под ред. Г. С. Найвельта. – М.: Радио и связь, 1985. – 576 с.
3. Смирнов В. М., Федоренко В. Н. Электропреобразовательные устройства РЭС: Уч. пособие / СПбГУАП. СПБ., 2004. – 80 с.