На главную - Блоки питания персональных компьютеров bp.xsp.ru На главную - Блоки питания персональных компьютеров bp.xsp.ru
bp.xsp.ru
 Добавить в избранное
Разделы
Принципы работы
Cхемы БП AT/ATX
Ремонт БП
Неисправности
Как выбрать БП
Микросхема TL494
Элементы
Ссылки
Интересные статьи
О правильном «питании».
Как отличить хороший БП от дешёвой китайской поделки.
Упрощённый расчёт трансформаторов питания

Чтобы первые радиолюбительские конструкции обеспечить постоянным напряжением, нужен маломощный блок питания, работающий от сети переменного тока. Но готовый блок не всегда удается найти в магазине, поэтому зачастую приходится думать о самодельной конструкции. Чтобы облегчить эту задачу, и были разработаны простейшие методы расчета, которые позволят подобрать нужные детали для блока питания в зависимости от предъявляемых к нему требований. Схема предполагаемого блока питания, обеспечивающего нужное выходное напряжение постоянного тока, приведена ниже. В нем использован трансформатор питания, включаемый первичной обмоткой (I) в осветительную розетку и понижающий напряжение (оно снимается с обмотки II) до заданного значения, двухполупериодный выпрямитель на диодах VD1 -VD4 и конденсатор С1, сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения. Полученное в итоге почти постоянное напряжение (пульсации его при подключении нагрузки все же будут) снимают с выходных гнезд XS1 и XS2. Расчет блока питания начинают с выпрямителя. Задача расчета - правильно выбрать выпрямительные диоды и конденсатор фильтра, а также определить необходимое переменное напряжение, снимаемое для выпрямления со вторичной (II) обмотки сетевого трансформатора.

Упрощённый расчёт трансформаторов питания

Исходными данными для расчета выпрямителя служат требуемое напряжение на нагрузке (Uн) и потребляемый ею максимальный ток (Iн). Порядок расчета следующий: Сначала определяют переменное напряжение U II , которое должно быть на вторичной обмотке трансформатора:

U II = BUн,

где Uн - постоянное напряжение на нагрузке, вольт; B -коэффициент, зависящий от тока нагрузки, который определяют по таблице 1.

Таблица 1
коэффициент Ток нагрузки, А
  0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
B 0,8 1 1,2 1,4 1,5 1,7
C 2,4 2,2 2 1,9 1,8 1,8

По току нагрузки определяют максимальный ток, протекающий через каждый диод выпрямительного моста:

Iд = 0,5С Iн,

где Iд - ток через диод, ампер ; Iн - максимальный ток нагрузки, А; С - коэффициент, зависящий от тока нагрузки и определяемый из таблицы 1.

Далее подсчитывают обратное напряжение, которое будет приложено к каждому диоду выпрямителя:

Uобр = 1,5Uн

где Uo6p - обратное напряжение, В; Uн - напряжение на нагрузке, В.

Теперь надо выбрать диоды, у которых значения выпрямленного тока и допустимого обратного напряжения равны или превышают полученные расчетные Вами расчетные значения. В заключение можно определить емкость конденсатора фильтра:

Сф=3200 Iн / UнКп

где Сф - емкость конденсатора фильтра, мкФ; Iн -максимальный ток нагрузки. А: Uн - напряжение на нагрузке, В: Кп - коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения (отношение амплитудного значения переменной составляющей частотой 100 Гц на выходе выпрямителя к среднему значению выпрямленного напряжения).

Коэффициент пульсаций выбирают самостоятельно в зависимости от предполагаемой нагрузки, допускающей питание постоянным током вполне определенной «чистоты». К примеру, для питания малогабаритных транзисторных радиоприемников и магнитофонов коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения может достигать 10-3...10-2, усилителей радио и промежуточной частоты - 10-4....10-3 предварительных каскадов усилителей звуковой частоты и микрофонных усилителей - 10-5...10-4. В дальнейшем, когда Вы будете строить подобные выпрямители с последующей стабилизацией выпрямленного напряжения транзисторным стабилизатором, расчетную емкость фильтрующего конденсатора можно будет уменьшить в 5...10 раз.

Следующий этап - это расчет трансформатора питания.

Данные на него у вас уже есть - необходимое напряжение на вторичной обмотке (UII) и максимальный ток нагрузки ( I II ). Здесь тоже существует определенная последовательность расчета. Сначала определяют максимальное значение тока, протекающего через вторичную обмотку:

I II = 1,5 Iн

где I II - ток через обмотку трансформатора, А; Iн -максимальный ток нагрузки, А.

Далее определяют мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора:

РII =UII III,

где РII - максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт; UII - напряжение на вторичной обмотке. В; III - максимальный ток через вторичную обмотку, А.

Затем подсчитывают мощность трансформатора:

Ртр - 1,25 РII

где Ртр -мощность трансформатора, Вт; РII - максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора, Вт. Если изготавливают трансформатор с несколькими вторичными обмотками, то сначала подсчитывают максимальную мощность, потребляемую от каждой вторичной обмотки, потом их суммарную мощность, а затем и мощность самого трансформатора.

Теперь можно подсчитать ток, протекающий через первичную обмотку:

II = Pтр/UI,

где II, - ток через обмотку I, А; Ртр - подсчитанная мощность трансформатора, Вт: UI - напряжение на первичной обмотке трансформатора (сетевое напряжение),

После этого рассчитывают необходимую площадь сечения сердечника магнитопровода:

S = 1,3 Ртр

где S - сечение сердечника магнитопровода, см2; Ртр - мощность трансформатора, Вт.

Определяют число витков первичной (сетевой) обмотки:

WI=50UI/S,

где WI - число витков обмотки; UI - напряжение на первичной обмотке В; S - сечение сердечника магнитопровода, см2.

Подсчитывают число витков вторичной обмотки:

WII = 55UII/S.

Где WII - число витков вторичной обмотки; UII - напряжение на вторичной обмотке. В; S - сечение магнитопровода, см2.

В заключение определяют диаметр провода обмоток:

d = 0,02 I

где (d - диаметр провода, мм; I - ток через обмотку, мА. Иногда диаметр провода удобнее выбрать по таблице 2.

Таблица 2
Iобм, мА 25 25...60 60...100 100...160 160...250 250...400 400...700 700...1000
d, мм 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6

По полученным данным можно подбирать подходящее железо и провод и изготавливать трансформатор. Правда, нелишне сначала прикинуть, разместится ли весь провод на каркасе будущего трансформатора при данных Ш - образных пластинах
- ведь однотипные (по ширине средней части) пластины имеют неодинаковую площадь окна. Для приблизительной оценки достаточно подсчитанную ранее мощность трансформатора Ртр умножить на 50 и сравнить полученный результат (это необходимая площадь окна в мм2) с измеренной площадью окна имеющихся пластин. При выборе сердечника магнитопровода следует придерживаться и еще одного правила
- отношение ширины средней части сердечника к толщине набора (отношение сторон сердечника) должно быть в пределах 1...2.. Полностью методика расчета описывается в [60].

На главную
Принципы работы || Cхемы БП AT/ATX || Ремонт БП || Неисправности || Как выбрать БП || Микросхема TL494 || Элементы || Ссылки || Пишите нам

Copyright © 2003
При использовании материалов сайта ссылка на bp.xsp.ru обязательна!

Rambler's Top100