Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) ( 78 ) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (78)

Данные диоды работают в условиях низкочастотных токов, поэтому здесь можно выбрать элементы класса standard. Выбираем для нашей схемы отечественные диоды КД226Г:

=600В, /„= 1,7 А, v„. = 50 А(прит„< Юме).

Входной выпрямитель содержит емкостной фильтр С1. В момент включения преобразователя в сеть С1 разряжен, и он не может зарядиться мгновенно до амплитудного значения сетевого напряжения. Поэтому в начальный момент времени через диоды фильтра может протекать большой ток. Для ограничения тока через диоды в схему введен резистор R1. Этот элемент, конечно, ухудшает КПД схемы, поскольку в процессе работы на нем рассеивается дополнительная мощность, но отказываться от него ни в коем слзае нельзя. В наших силах выбрать величину сопротивления как можно меньше. Технические условия на выпрямительные диоды [31] разрешают при работе на емкостную нагрузку увеличить однократный импульс тока /„ в 1,57 раза. В этом случае:

V" 7 (при т„ < 10 мс). Выбираем с запасом сопротивление резистора: R1 = 4,7 Ом. Проверяем начальный импульсный ток через диоды моста:

.-= = 66А. " 4,7

О выборе емкости фильтрующего конденсатора написано немало книг разной степени сложности, поэтому мы не будет выносить этот расчет в отдельный раздел, а конснективно определим принцип инженерного расчета. Подробнее об этом можно прочитать, например, в [2], [7], [32], [33].

Емкость конденсатора фильтра определяется в общем виде из формулы:

2K„f„R„

где т - число фаз выпрямителя (для диодного моста т = 2); © - угол отсечки диодов (приближенно считаем, что © = 0); R„ - коэффициент пульсаций напряжения; /„ - частота питающей сети (/ = 50 Гц).



Для наших расчетов проще вычислить значение емкости фильтра через мощность преобразователя. С учетом вышеперечисленных допущений:

2тк„и1

Поскольку амплитуда напряжения питания может снижаться до 248 В от номинального значения 310 В, а коэффициент пульсаций разумно принять 2%, емкость конденсатора:

С, =---- 200 мкФ.

200-0,02 •(248f

Выбираем емкость конденсатора из стандартного ряда - 220 мкФ. Допустимое напряжение у него должно быть выше максимального амплитудного напряжения сети, то есть выше 340 В.

Тенфь можем проверить время токового импульса через диоды моста:

т„ = R,C, = 200 - 10" • 4,7 = 1 мс < 10 мс.

Данные параметры элементов схемы обеспечат надежную работу выпрямителя.

Резистор R14 предусматривается для обеспечения электробезопасности схемы. Поскольку конденсатор фильтра заряжается до опасных значений напряжения и может длительное время сохранять заряд, необходимо автоматически разрядить его в течение нескольких секунд после отключения питания.

Последнее, что нам необходимо сделать в этой части, - выбрать предохранитель F1. В обычных низкочастотных трансформаторных схемах этот предохранитель защищает первичную обмотку трансформатора от перегорания. В импульсных силовых схемах предохранитель в силу инерционности своего срабатывания не может защитить источник питания от выхода из строя, поскольку аварийные процессы в нем развиваются очень быстро. Однако этот предохранитель в случае пробоя силового транзистора предотвращает возгорание трансформатора. В схемах, работающих от сети, всегда необходимо предусматривать этот предохранитель для обеспечения пожаробезо-пасности импульсного источника.



Почти все промышленные схемы импульсных сетевых источников электропитания содержат так называемые фильтры электромагнитной совместимости, устанавливаемые на входе источника, перед диодным мостом. Зачем? Все дело в том, что ключевые преобразователи являются источниками электромагнитных радиочастотных помех, которые сетевые провода излучают в окружающее пространство как антенны. Действующие российские и зарубежные стандарты нормируют уровни радиопомех, создаваемых этими устройствами. Поэтому профессиональному разработчику рано или поздно (лучше рано!) придется заняться проектированием фильтра радиопомех. Этим расчетам также посвящена обширная и доступная литература. Для нашего экспериментального преобразователя мы не будем озадачиваться вопросом радиопомех, поскольку конденсатор С1 снижает их до приемлемого в экспериментах уровня. При желании можно собрать фильтр, изображенный на рис. 13.22. Обратите внимание, что средняя точка конденсаторного делителя, расположенного со стороны подачи питания на стабилизатор, подключается не к общему проводу схемы, а к шасси прибора. Наличие этого делителя связано с существованием двух видов радиопомех (синфазных и дифференциальных).

-220 в

50 Гц -0-

= 0.1


Рис. 13.22. Фильтр радиопомех

Трансформатор. Определяем коэффициент трансформации исходя из минимально возможной амплитуды напряжения питания 248 В:

= 0,048.

Определяем требуемую индуктивность первичной обмотки: 0,5-(1-0,5)-248

L = -

= 6,5 мГн.

2-4-25-0,048-10

Определяем средний ток первичной обмотки: I/= 4-0,048 = 0,2 А.



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) ( 78 ) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110)