A tápegységek számítása - otthoni rádió
A tápegységek kiszámítása
A tápegységek kiszámítása
A rádiós amatőrök túlnyomó többsége a tápfeszültségen keresztül táplálja a tápfeszültséget. Általában egy T1 hálózati transzformátort (ábra), egy diódás egyenirányítót VD1-VD4 és egy C1 oxidszennyező kondenzátort tartalmaz.
Kiegészítő, de szükséges eszközök közé SA1 biztosítós kapcsoló FU1 és lámpa - egy miniatűr izzólámpa HL1, a névleges feszültség kissé magasabb feszültségű transzformátor szekunder (lámpa égett nedokalom sokkal hosszabb élettartam).
A feszültségszabályozó, ha van ilyen, az egyenirányító kimenete és a terhelés között van. A kimeneténél a feszültség általában kevesebb, mint az Uout, és a stabilizátorra figyelemre méltó erő telik el.
Kezdjük a hálózati transzformátor kiszámításával. Méreteit és tömegét a tápegység által megadott teljesítmény határozza meg: Pout = Uout • Iout. Ha több szekunder tekercs is van, akkor meg kell győjteni az összes tekercs által elfogyasztott összes teljesítményt. A kiszámított teljesítményhez hozzá kell adni az indító lámpa erősségét és a veszteségek teljesítményét az egyenirányító diódáin
Pvypr = 2Unp • Iout,
ahol az Unp a közvetlen feszültségcsökkenés egy diódán át, a szilikondiódák esetében 0,6. 1 V, az áramtól függően. Az Unp meghatározható a referencia könyvekben megadott diódák jellemzőitől.
A hálózatról a transzformátor fogyasztja a villamos energiát, egy kicsit kiszámítva, ami maga a transzformátor veszteségeinek köszönhető. Megkülönböztetik a „réz veszteség” - a fűtőszálak áthaladása során a jelenlegi ez - a szokásos veszteség okozta ellenállása a tekercsek és a „vas veszteség” által okozott működése remagnetization a mag és a örvényáramok annak lemezek kapcsolatát fogyasztott a hálózat a teljesítmény egyenlő a transzformátor η hatékonyságával. Hatékonysága alacsony és kis transzformátorok 60 65% -ra nőtt, a 90% -os vagy annál csak hálózati transzformátorok több száz watt. És így,
Ptr = (Pout + Pind + Pump) / η.
Most a mag központi magjának keresztmetszetét (a tekercsen átmenő) keresztmetszeti területét meghatározhatjuk az empirikus képlet segítségével:
A mágneses magok megnevezései már tartalmaznak adatokat a keresztmetszet meghatározására. Például Ш25х40 azt jelenti, hogy a Ш alakú lemez középső részének szélessége 25 mm, és a lemezkészlet vastagsága 40 mm. Tekintettel a lazán tapadt lemezek egymásra és a lemezeken lévő szigetelőrétegre, az ilyen mag keresztmetszete 8,9 cm2-re becsülhető. és a transzformátor sebessége rajta 65. 80 W.
Az S transzformátor mágneses áramkörének központi magjának keresztmetszeti területe határozza meg a következő fontos paramétert - a fordulatszámot a voltonként. Ez ne legyen túl kicsi, mert a növekedés a mágneses indukció, a mag anyaga kerül a telítettség, ezáltal jelentősen növelve az alapjárati áram a primer tekercs és a forma válik sine - vannak nagy tüskék aktuális a tetejét a pozitív és negatív fele-hullámok. A lemezek szórásának és vibrációjának területe élesen nő. A másik véglet - túlzott számú fordulattal a feszültség - vezet felesleges réz és növeli az ellenállást az aktív tekercsek. Szintén szükséges a huzal átmérőjének csökkentése, hogy a tekercsek illeszkedjenek a mágneses áramköri ablakba. Ezeknek a kérdéseknek a részleteit [1] tekintik.
Általában kiszámolják az S-alakú lemezek szabványos magjára fektetett gyári transzformátorok fordulatszámát. az n = (45,50) / S relációból, ahol az S-t cm2-ben vettük. Miután meghatároztuk n-t és megszorozzuk a tekercs névleges feszültségével, megfordul a fordulatszám. A szekunder tekercselésnél a feszültséget a névleges érték 10% -ával kell meghaladni, hogy figyelembe vegyék a feszültségcsökkenést az aktív ellenállásukon át.
A transzformátor tekercseken (UI és UII a fentebb látható összes feszültség) a tényleges értékeken vesznek részt. A feszültségek amplitúdója 1,41-szer nagyobb lesz. Ha a szekunder tekercs megszűnik egy egyenirányító híd, a feszültség az egyenirányító kimeneti Uki alapjárati fordul lényegében egyenlő amplitúdójú a szekunder tekercsben. Terhelés alatt a kiegyenlített feszültség csökken és a következő lesz:
Uout = 1,41UII - 2Upr - I r rt.
Itt rtr a transzformátor ellenállása a szekunder tekercs oldalán. Megfelelő pontossággal a gyakorlatban megadhatjuk az rpm = (0,03,0,07) Uout / Iout értéket, és kisebb együtthatókat alkalmazunk a nagyobb teljesítményű transzformátorok számára.
Miután meghatároztuk a fordulatok számát, meg kell találnunk az áramokat a tekercsekben. A szekunder tekercs áram III = Iind + Pout / UII. Az elsődleges tekercs aktív áramának (a terhelési áram hatására) IIA = Ртр / UI. Ezen túlmenően, a primer tekercs áramlások is reaktív, „mágnesező” jelenlegi létrehoz egy mágneses fluxus a magban, gyakorlatilag egyenlő a üresjárati áramváltó. Ennek értékét az elsődleges tekercs L induktivitása határozza meg: IIp = UI / 2nfL.
A gyakorlatban a nem terhelő áramot kísérletileg határozzák meg - egy megfelelően kialakított közép- és nagy teljesítményű transzformátorban (0,1-0,3) IIA. A reaktív áramerősség függ a volt feszültségek számától, növekvő n értékkel csökken. Kis teljesítményű transzformátorok esetén llp = (0.5 .07) lIA megengedett. Aktív és reaktív áramok a primer tekercsek hozzáadunk Quadrature, így a teljes primer áram II2 = IIA2 + IIP2.
Miután meghatároztuk a tekercsek áramát, meg kell találni a huzalátmérőt a 2 transzformátorok által megengedett áramsűrűségtől. 3 A / mm2. A számítást a [2] ábrán látható grafikon megkönnyíti.
Értékelje annak lehetőségét, hogy a tekercseket az ablakba helyezze az alábbiak szerint: az ablak magasságának mérésével (a tekercs szélessége) határozza meg az egyes tekercsek egyrétegű fordulatszámát, majd a kívánt rétegszámot. A rétegek számát a huzal átmérőjével szorozzuk és a szigetelőpárnák vastagságát hozzáadjuk, a tekercs vastagságát megszerezzük. A tekercsek vastagsága nem lehet több, mint az ablak szélessége. Továbbá, mivel a sűrű tekercselés nem lehetséges kézzel, a kapott tekercsek vastagságát 1.2-gyel kell növelni. 1,4-szer.
Következtetésként megadjuk az egyenirányító egyszerűsített számítását (ábra). A hídkörben megengedhető közvetlen átlagos dióda áramnak legalább 0,5 μ-nek kell lennie, a gyakorlatban a nagy egyenáramú diódák kiválasztása (megbízhatóság). Megengedett zárófeszültségét nem lehet kevesebb 0,71UII + 0,5Uvyh de alapjáraton Uki eléri 1,41UII, fordított feszültség diódák nem tanácsos választani kisebb ez az érték, azaz a. E. amplitúdója értéke a feszültség a szekunder tekercs. Hasznos figyelembe venni a hálózati feszültség esetleges ingadozását is.
A fordított feszültség volttól származó pulzálási amplitúdója az egyszerűsített képletből becsülhető: Upulse = 5Iov / C. A kimeneti áram amperben van, a C1 kondenzátor kapacitása mikrofaradokban van.
Mint látható, itt a legegyszerűbb elemei a stabilizátor az R1, VD1 adunk emitterkövető, összeállítva a tranzisztor VT1. Amikor a legegyszerűbb szabályozó terhelési áram nem lehet nagyobb, mint a jelenlegi, a zener dióda, itt is meghaladhatja a jelenlegi a zener h21E idők, amikor h21E - statikus áram átviteli arány a tranzisztor bázis közös emitterkapcsolásban. Ennek növelése érdekében a VT1 helyett egy kompozit tranzisztort használnak. A stabilizátor kimeneti feszültsége 0,6 V kisebb, mint a VD1 stabilizációs feszültség (1,2 V az összetett tranzisztor esetében).
Javasoljuk, hogy a stabilizátorral stabilizált tápegységet számoljon ki. A szükséges feszültség és terhelési áram alapján a VT1 tranzisztor és a VD1 zener dióda kerül kiválasztásra. A tranzisztor jelenlegi bázisa:
Ez a legegyszerűbb stabilizátor kimeneti árama az R1 és VD1 elemeken. Ezután becsülje meg az egyenirányító Uout-U impulzus kimenetén a legkisebb feszültséget - a terheléshez szükséges feszültségnél 2,3 V legyen, még a megengedett legkisebb hálózati feszültség mellett is. A számítást azután leírt módon végezzük. A fejlettebb rendszerek és a stabilizátorok számítása a [3] -ben található.