Расчет мостового выпрямителя с удвоенным напряжением

2.Расчет автотрансформатора. В нашем примере потребуется повышающий автотрансформатор, так как _{ }>2,5 _{ }.

Находим мощность повышающего автотрансформатора, которая в схеме с удвоением напряжения, равна:

P = 4 (0,5 _{ } - _{ }) _{ } = 4 (0,5 ∙ 330 – 220) 100 ∙ _{ } =22 Вт.

(Для понижающего автотрансформатора: P= 1,6 (1 ∙ 0,5·U₀/U₁) U₀I₀).

Определяем выходное напряжение автотрансформатора, которое для схемы с удвоением напряжения равно

_{ } ≈ (0,4 ÷ 0,5 )*_{ } = (0,4 ÷ 0,5) 330= 132÷165 В.

Принимая _{ } = 160 В, определяем токи:

Габаритная мощность повышающего автотрансформатора

(для понижающего автотрансформатора _{ } =_{ }(_{ } - _{ } )/ 1000).
По формулам (7) находим произведение Q для сердечника автотрансформатора. Приняв марку провода обмотки ПЭШО, получаем = 2,1 ∙ _{ } = 2,1 ∙ 16,06 = 33,7 _{ }.

По найденному значению из табл. 1 выбираем пластины типа Ш20 с = 3_{ }, а =2 см. При этом получаем:

(лежит в допустимых пределах 1 ÷ 2).

для понижающего автотрансформатора:

_{ } =_{ }; _{ } = _{ };
; _{ } = 0,02 _{ }

3.Расчет фильтра. Емкость конденсатора на вход фильтра


Номинальное напряжение конденсаторов должно удовлетворять условию
_{ } ≥ 0,6 _{ }.
Коэффициент пульсации напряжения на выходе фильтра


При этом коэффициент сглаживания фильтра должен быть q=_{ }/_{ } ≥4/0,1=40.

В качестве фильтра можно применить LC- фильтр или транзисторный фильтр. Применим транзисторный фильтр.

Выбираем транзистор , коллекторный ток которого удовлетворяет условию _{ } ≥ 2 _{ } (в нашем примере _{ } ≥ 2 ∙ 80 = 160 мА).
Наиболее часто в схемах фильтров используются низкочастотные мощные транзисторы . Выберем транзистор типа П201 со следующими параметрами _{ }=1,5 А, _{ }=20,_{ }=22 В, обратной коллекторный ток _{ } ≤ 0,4 мА, сопр-е коллекторного перехода _{ } = _{ } Ом.
Принимая сопротивление резистора _{ } = 100 Ом, находим емкость конденсатора

где m – число фаз выпрямления ; _{ } = 50 Гц – частота сети.

Номинальное напряжение конденсатора должно удовлетворять условию _{ } ≥ 1,5 _{   } = 1,5 ∙ 40 ∙ _{ } ∙ 100 =6 В. Задаемся падением напряжения на транзисторе _{ } ≈ (0,3 ÷ 0,7 ) _{ } , но не более 15 -20 В. Принимаем _{ } = 10 В.

Определяем сопротивление резистора _{ } по формуле

где _{ } = _{ } / (1 + _{ }) а _{ } = _{ } / _{ }

В нашем случае

_{ } = 20 / (1 + 20) = 0,95 , _{ } = 300 / 255 ∙ _{ } = 1,5 кОм,

Так как в формуле для определения _{ } входят параметры транзистора, имеющие большой разброс, то расчет по этой формуле дает большую ошибку в определении сопротивления.

Более точно сопротивление резистора _{ } можно определить экспериментально. Для этого нам вместо резистора _{ } включают резистор с переменным сопротивлением того порядка, которое получено при расчете. Регулируя сопротивления резистора _{ }, устанавливают его так, чтобы напряжение _{ } равнялось принятому значению (в нашем примере _{ } = 10 В). После измерения _{ } резистор с переменным сопротивлением заменяют соответствующим постоянным сопротивлением.
Из выражения для коэффициента сглаживания фильтра (без конденсатора _{ })
,
где _{ } – частота пульсаций выпрямленного напряжения ( для двухполупериодных схем _{ }=2 _{ }, для однополупериодных _{ } = _{ } ) находим емкость конденсатора _{ }, необходимую для получения требуемого значения q :

Принимаем _{ } = 20 мкФ с номинальным напряжением

_{ } ≥ 1,2 _{ } = 1,2 ∙ 300 ≈ 400 В.
Проверяем значение выпрямленного напряжения на нагрузке

_{ } = _{ } - _{ } =330 -20= 310 В,
где падение напряжения на фильтре