Источники вторичного электропитания
Задание
Спроектировать ИВП для преобразования напряжения промышленной сети в постоянное напряжение.
Дано:
– параметры напряжения сети Uвх = 220 В, f = 50 Гц,
DUвх = +15...– 20%;
– однофазная мостовая схема выпрямителя;
– фильтры (C1, L1, L2C2, C3L3C4);
– параметрический стабилизатор напряжения;
– параметры потребителя выходного напряжения (Uн, Rн и КПвых) заданы в таблицах 1.1 и 1.2. Вариант определяется двумя цифрами шифра зачетной книжки. Цифра единиц указывает номер исходных данных в табл. 1.1., цифра десятков — в табл. 1.2.
Таблица 1.1
№ варианта | |
RH [Ом] | |
UH [в] |
Таблица 1.2
№ варианта | |
КПвых | 0.04 |
Требуется:
1. Определить расчетные мощности обмоток трансформатора и коэффициент трансформации n.
2. Рассчитать параметры сглаживающих фильтров (C1, L1, L2C2, C3L3C4).
3. Исследовать на компьютере (пакет EW) действие всех фильтров.
4. Выбрать по справочнику стабилитрон.
5. Рассчитать величину балластного сопротивления Rб.
6. Выбрать по справочнику диоды выпрямителя.
7. Исследовать на компьютере (пакет EW) спроектированную схему ИВП (рис.1.7). Оценить работу схемы параметром Кст.
8. Рассчитанные значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов округлить до номинальных значений, соответствую
![]() |
щих ряду Е12 (приложение 1).
Рис.1.7. Схема преобразования напряжения промышленной сети в
постоянное напряжение (пакет Electronics Workbench)
Методика расчета и исследования на компьютере
Uвх = 220 В
f = 50 Гц
Rн = 900 Ом
Uн = 12 В
Кпвых =0,04
1. Расчет мощности обмоток трансформатора для мостовой схемы
Pн = Uн Iн = U2 н/Rн = 122/900 = 0.16 Вт
Sтр = S1 = S2 = 1.23 Рн = 0.1968 Вт
Коэффициент трансформации
|
U1 = 220 В
U2 =1.11 Uн
n=U1/U2= 220/(1.11×12) = 16.52
2. Расчет сглаживающих фильтров (C1, L1, L2C2, C3L3C4) (схема выпрямителя – одно-фазная двухполупериодная мостовая, КПвх = 0,67; частота пульсации m = 2, w = 2pf)
Величина емкости конденсатора С1
Величина индуктивности дросселя L1
![]() | ![]() |
Г-образный фильтр L2C2
Задаем С2 < C1
![]() |
![]() |
L2 = ((L2 C2)/ C2)
П-образный фильтр С3L3C4
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
3. Исследование на компьютере действия всех фильтров.
Кпвых = 0,04
C1
L1
![]() |
![]() |
L2C2
C3L3C4
4. Выбор стабилитрона по справочнику
UCT = UH = 12 В
ICT max ³ Iн = UH/RH = 12/900 = 0.013 = 13.3 мА
Тип стабилитрона и его параметры
КС512А
UCT = 10.8 – 13.2 В
ICT = 1 – 67 мА
Icт ном = (Icт max + Icт min)/2 = (1+67)×10-3/2 = 34 мА
5. Рассчет величины балластного сопротивления
Uвх » (1.5¸2)Ucт
Rб = (21×2-12)/(34×10-3 +13.3×10-3) = 254 Ом = 270 Ом
6. Выбор по справочнику диодов для мостовой схемы выпрямителя
Uобр доп ³ 2×1.57UH = 2×1.57×12 = 37.68
Icp ³ Icт max + IH = 67×10-3 +13.3×10-3 = 80.3 мА
Тип стабилитрона и его параметры
КД103А
Uобр доп = 50 В
Iср = 100 мА
Uпр = 1 В
Iобр пост= 1 – 50 мА
rпр=Uпр/Iср = 1/(100×10-3) = 10 Ом
7. Исследование работы спроектированной схемы ИВП
![]() |
R = 220 Ом
U = 176 В
![]() |
R = 220 Ом
U = 220 В
![]() |
R = 220 Ом
U = 253 В
![]() |
R = 270 Ом
U = 176 В
R = 270 Ом
U = 220 В
R = 270 Ом
U = 253 В
![]() |
Чем выше коэффициент стабилизации Кст , тем лучше работает стабилизатор. Поэтому выбираем Rб = 220 Ом, при котором Кст = 28.02
Активные фильтры
|
Задание
Спроектировать и исследовать на компьютере активные фильтры нижних и верхних частот второго порядка с максимально плоской характеристикой.
Дано: f0 – частота среза; К0 – коэффициент усиления в полосе пропускания; – коэффициент затухания, n = 40 д Б/дек – наклон ЛАЧХ в полосе ограничения.
Исходные данные для расчета ФНЧ и ФВЧ помещены в таблицах 2.1 и 2.2. Вариант определяется двумя цифрами шифра зачетки. Цифра единиц указывает номер исходных данных в табл. 2.1, цифра десятков — в табл. 2.2.
Таблица 2.1
№ варианта | |
f0, [кГц] |
Таблица 2.2
№ варианта | |
К0 |
Методика расчета ФНЧ и ФВЧ второго порядка и исследования на компьютере
f0=25кГц
k0=30
H=k0
a=
n=40 д Б/дек