Разработка трансформатора сетевого минимальной массы и стоимости, предназначенного для питания бытовой радиоаппаратуры, страница 6

    По [7, с. 476.] рассчитываем номиналы резисторов делителя (рис. 3.), для получения U_ВЫХ = 3В.

Рис. 3. Типовая схема включения КР142ЕН12А.

       Роль конденсатора С₁ будет выполнять конденсатор фильтра а С₂ ёмкость нагрузки.

       По [7, с. 477.] U_вых = U_{вых min} (1+R₂ / R₁)+R₂ I_рег, где I_рег = 55мкА.

       По схеме на [11, с 476.] R₁ = 240Ом ±5% Рассчитаем R₂:

       Выбираем ближайший по номиналу резистор 360 Ом. R₂ = 360 Ом.

       3.2.  Расчёт напряжения и тока вторичной обмотки.

       Расчёт проводим на основе технического задания и структурной схемы блока питания. Начинаем с выходных параметров конструкции. U_вых=3В., I_вых=0,2А.

       Минимальное    падение    напряжения    на    стабилизаторе ≤3,5В. [7, с. 486.]. Берём худший вариант U_пад=3,5В., значит напряжение на выходе выпрямительного моста должно быть U_вых+ U_пад= U₀.                U₀ = 3+3,5=6,5В.

КНФУ671.287.001П3

Лист

13

Изм.

Лист

№докум.

Подпись

Дата

На выходе выпрямителя следует получить U₀ ≥ 6,5В., I₀ ≥ 0,2А.

       Расчёт схемы выпрямителя будем производить по [4, с. 48-51.]

–  Рассчитывается приблизительное значение активного сопротивления обмоток трансформатора, приведённое ко вторичной обмотке по формуле:

где: β_m – магнитная индукция в магнитопроводе (для трансформаторов до 1000 В·А принимается 1,2÷1,6 Тл. для f_C = 50Гц.);

       S – число стержней магнитопровода трансформатора несущих обмотки (S = 1);

       k_rc – коэффициент зависящий от схемы выпрямителя (k_rc = 3,5·10³) по таблице из [8, с 49.].

–  Определяется параметр А, зависящий от угла отсечки вычисляется по формуле:  

где  Р – число импульсов выпрямленного напряжения (Р_мост = 2)

              r – сопротивление фазы выпрямителя: r = r_mp + n_вr_диф ;

              n_в – количество одновременно включенных и работающих вентилей;

r_диф – диффузионное сопротивление вентиля (r_диф  ≈ 0);

 r = r_mp= 4,38 оМ.,    

КНФУ671.287.001П3

Лист

14

Изм.

Лист

№докум.

Подпись

Дата

–  По найденному значению А определяем коэффициенты B, D и H по кривым на рис. 3-7 – 3-9 [8, с 51.]: B = 1,1; D = 2,22; H = 345

–  По  найденным  значениям  параметров  B, D, H  и  пользуясь  таблицей 3.3 [4, с. 51.]. определяем все параметры трансформатора и вентиля.

U₀ = B (U₀+U_B) = B (U₀+2U_ДПР);

       I₂ = 0,707DI₀ = 0,707 ·2,22·0,2 ≈ 0,314A;

       U_обр.Д = 1,41BU₀ = 1,41·1,1·6,5 ≈ 10,1B;

       I_{ср.вент.} = 0,5I₀ = 0,5·0,2 = 0,1A.

В качестве вентилей выбираем диод КД109Б.

U_пр.= 1B; I_пр.ср. = 0,3A; U_обр.max = 300B; I_обр.ср. = 0,1мA. [2, с. 14.]

Тогда U₂ =1,1 (6,5+2) ≈ 9,35В.

    Определяем ёмкость фильтра.

    При определении ёмкость фильтра необходимо учесть, что выбранный стабилизатор в интегральном исполнении КР142ЕН12А, обладает большим коэффициентом подавления пульсаций > 500, поэтому расчёт по принятой формуле:  [4, с. 51.] будет неверен, так как в ней не учитывается свойство стабилизатора подавлять пульсации. Исходя из всего, ёмкость фильтра будем рассчитывать из общеизвестного соотношения [4] для схем со стабилизаторами; С_Ф = 2000 мкФ на 1А тока. Отсюда следует:

I = 1A = 5 I₀   значит   С_Ф = 2000/5 = 400 мкФ.

Из шкалы номиналов выбираем ближайший больший по ёмкости конденсатор К 50 - 35 - 16 В × 470 мкФ → С_Ф = 470 мкФ.

КНФУ671.287.001П3

Лист

15

Изм.

Лист

№докум.

Подпись

Дата

3.3.  Расчёты для проектируемого трансформатора.

    По значениям U₁, f_С (Т.З.), полученным в (п. 3.2.) производим расчёт трансформатора. С целью экономии человека / часов расчёт производим на ЭВМ с помощью специальной программы для расчёта трансформаторов.

Полные данные и результаты расчёта трансформатора

Тип сердечника трансформатора:                                               броневой

Количество вторичных обмоток:                                                       1

Номинальное напряжение первичной обмотки, В:                         220

Ток первичной обмотки, А:                                                             0,0171

Коэффициент мощности первичной обмотки:                               0,8783

Расчетный ток 1-ой вторичной обмотки, А:                                   0,3140

Действующее значение напряжения 1-ой вторичной обмотки,    8,7301

Суммарная мощность вторичных обмоток трансформатора, Вт: 2,6423

Частота сети, Гц:                                                                                   50

Конструкция магнитопровода:                                                      ленточный

Толщина стали, мм:                                                                             0,35

Отношение массы стали к массе материала обмоток:                   2,5000

Коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью:        0,9300

Поперечное сечение стержня, см2:                                                  1,5000

Ширина стержня, см:                                                                         1,2500

Толщина сердечника, см:                                                                  1,2000

Высота окна, см:                                                                                2,3000

Ширина окна, см:                                                                               0,8000

Напряжение на одном витке при нагрузке, В:                                 0,0480

Число витков первичной обмотки:                                                    4205

Число витков 1-ой вторичной обмотки:                                            211

Индукция в стержне, Тл:                                                                  1,5489

Напряжение холостого хода 1-ой вторичной обмотки, В:           10,1214

КНФУ671.287.001П3

Лист

16

Изм.

Лист

№докум.

Подпись

Дата