Исходными данными для расчёта трансформатора являются напряжение Uн на нагрузке Rн, ток Iн через нее, напряжение питания Uп и частота сети f.
4.1. Нахождение габаритной мощности трансформатора Pг.
Она равна в общем случае сумме мощностей всех вторичных обмоток трансформатора
Pг = U2 · I2 + U3 · I3 + … + Un · In.
При наличии только одной вторичной обмотки габаритная мощность Pг вычисляется по формуле
Pг = Uн · Iн =8*0,4* =3,2мВт.
4.2. Мощность первичной обмотки при КПД трансформатора 90%, что характерно для трансформаторов небольших мощностей, вычисляется по формуле
4.3. Определение площади поперечного сечения магнитопровода трансформатора S.
Мощность из первичной обмотки во вторичную передается через магнитный поток в магнитопроводе. Площадь поперечного сечения магнитопровода сердечника трансформатора зависит от мощности и возрастает при её увеличении. Для сердечника из нормальной трансформаторной стали площадь поперечного сечения S рассчитывается по эмпирической формуле
где S- ,
-Вт
4.4. Определим число витков w1, приходящихся на 1 В первичной обмотки
4.5. Определим число витков w2, приходящихся на 1 В вторичной обмотки
витков
где K находится по таблице1.
Таблица1– Значение коэффициента К, в зависимости от мощности
Pг, Вт | 5…15 | 16…25 | 26…35 | 36…50 | 51…75 | >75 |
K |
4.6. Определим общее число витков вторичной обмотки трансформатора
W2 = w2 · Uн = 1000*8=8000 витков.
4.7. Определим общее число витков первичной обмотки трансформатора
W1 = w1 · U1 = 800*220=176000 витков.
4.8. Определим диаметр проводов первичной d1 и вторичной d2 обмоток трансформатора.
Диаметры проводов обмоток определяются по токам, исходя из допустимой плотности тока
Плотность тока j для трансформаторов принимается в среднем j =2 А/мм2. При такой плотности диаметр провода (по меди) любой обмотки d в миллиметрах вычисляется по формуле
где d измеряется в мм, I – в А.
Диаметр провода вторичной обмотки d2 вычисляется по формуле:
Диаметр провода первичной обмотки d1 вычисляется по формуле:
Величину тока I1 определяем по формуле:
4.9. Результаты расчетов сведём в таблицу2.
Таблица 2 – Результат расчета трансформатора
Характеристика | Значение |
Мощность первичной обмотки, Вт | 0,0032 |
Мощность вторичной обмотки, Вт | ![]() |
Площадь сердечника, см2 | 0,06 |
Ток первичной обмотки, А | 0,0043 |
Ток вторичной обмотки, А | 0,004 |
Число витков первичной обмотки | |
Число витков вторичной обмотки | |
Диаметр провода первичной обмотки, мм | 0,02 |
Диаметр провода вторичной обмотки, мм | 0,022 |
5. Изобразим полную схему блока питания по ГОСТ (рис.9)
Рисунок 9 – Полная схема блока питания
Принцип работы схемы блока питания следующий. Напряжение сети поступает на понижающий трансформатор. Сниженное напряжение поступает на выпрямитель, который состоит с четырёх диодов - диодного моста. У мостовой схемы в каждом полупериоде ток проходит одновременно через два диода (например, VD1, VD2), потому временные зависимости токов и напряжений будут принадлежать парам вентилей.
Пульсирующее напряжение с выпрямителя поступает на фильтр, который состоит с индуктивности L1 и конденсатора С1. После прохождения через фильтр, напряжение выпрямляется, пульсации уменьшаются.
Для улучшения формы выходного напряжения применяется стабилизатор, который собран на следующих элементах: резистора R1, стабилитрона VD5, транзистораVT1.
В результате прохождения напряжения сети, равное 220Вольт переменного напряжения, через трансформатор, выпрямитель, фильтр и стабилизатор на нагрузке получаем постоянное напряжение 11Вольт.
Список литературы
1 Лабораторный практикум по радиоэлектронике. Ю. Ф. Колонтаевский. М;.Высшая школа 1989 г.
2 Белопольский И. И. Источники питания радиоустройств: учеб. пособие для радотехн. техникумов / И. И. Белопольский. - Изд. 3-е, перераб. - М.: Энергия, 1971. - 312 с.: ил. - Библиогр.: с. 309
4 Браун М. Источники питания. Расчет и конструирование / М. Браун; пер. с англ. С. Л. Попова. - Киев: МК-Пресс, 2007. - 279 c.: ил. - (Практика инженерной электроники). - Англо-рус. слов. терминов: с. 270-279.
5 Варламов В. Р. Современные источники питания: справочник / В. Р. Варламов. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: ДМК Пресс, 2001. - 218 с.
9 Шрайбер Г. 300 схем источников питания. Выпрямители. Импульсные источники питания. Линейные стабилизаторы и преобразователи "ДМК Пресс": 2008.- 224 с.
10 Кашкаров А.П. Колдунов А.С. Оригинальные конструкции источников питания "ДМК Пресс": 2010Год: 160 стр.
11 Кашкаров А.П. Импульсные источники питания: схемотехника и ремонт. "ДМК Пресс": 2012Год: 184 стр.