Часто требуется в быту подключение того и иного электроустройства
посредством блока питания с понижающем трансформатором, но готовый блок
не всегда удается найти в магазине, поэтому зачастую приходится думать о
самодельной конструкции.
Чтобы облегчить эту задачу, расскажем о простейших расчетах, 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 на рисунке. В
нем использован трансформатор питания, включаемый первичной обмоткой
(I) в электрическую розетку переменного тока 220 Вольт 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 контактов XS1 и XS2.
схема самодельного блока питания
Расчет выпрямителя
Необходимо правильно выбрать выпрямительные диоды и конденсатор
фильтра, а также определить необходимое переменное напряжение, снимаемое
для выпрямления со вторичной (II) обмотки сетевого трансформатора.
Исходными данными для расчета выпрямителя служат требуемое напряжение на нагрузке (Uн) и потребляемый ею максимальный ток (Iн)
Порядок расчета
Коэффициент |
Ток нагрузки, А |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
В |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,5 |
1,7 |
С |
2,4 |
2,2 |
2,0 |
1,9 |
1,8 |
1,8 |
Сначала определяют переменное напряжение, которое должно быть на вторичной обмотке трансформатора:
Uн — постоянное напряжение на нагрузке, В; В — коэффициент, зависящий от тока нагрузки, который определяют по таблице
По току нагрузки определяют максимальный ток, протекающий через каждый диод выпрямительного моста:
Iд — ток через диод, А; Iн — максимальный ток нагрузки, А; С — коэффициент, зависящий от тока нагрузки и определяемый по таблице
Далее подсчитываем обратное напряжение, которое будет приложено к каждому диоду выпрямителя:
Uобр — обратное напряжение, В; Uн — напряжение на нагрузке, В.
Выпрямительные диоды нужно выбрать, у которых значения выпрямленного
тока и допустимого обратного напряжения равны или превышают расчетные.
В заключении определяем емкость конденсатора фильтра:
Сф — емкость конденсатора фильтра, мкФ; Iн —
максимальный ток нагрузки, A; Uн — напряжение на нагрузке, В; Кп —
коэффициент пульсации 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".
- малогабаритные транзисторные радиоприемники и магнитофоны
- усилители радио и промежуточной частоты
- предварительные каскады усилителей звуковой частоты и микрофонных усилителей
В дальнейшем, когда будете строить подобные выпрямители с последующей
стабилизацией выпрямленного напряжения транзисторным стабилизатором,
расчетную емкость фильтрующего конденсатора можно уменьшить в 5...10
раз.
Расчет питающего трансформатора
Для него у вас уже есть необходимые данные, напряжение на вторичной обмотке (UII) и максимальный ток нагрузки (Iн)
Сначала определяют максимальное значение тока, протекающего через вторичную обмотку:
III — ток через обмотку II трансформатора, А; Iн — максимальный ток нагрузки, А.
Далее определяют мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора:
PII — максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт; UII — напряжение на вторичной обмотке, В; III — максимальный ток через вторичную обмотку, А.
Вычисляем мощность питающего трансформатора:
Ртр — мощность трансформатора, Вт; РII — максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора, Вт.
Если изготавливают трансформатор с несколькими вторичными обмотками,
то сначала подсчитывают их суммарную мощность, а затем мощность самого
трансформатора.
Расчитываем ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора:
II — ток через обмотку I, А; Ртр — подсчитанная мощность трансформатора, Вт; UI — напряжение на первичной обмотке трансформатора (сетевое напряжение), В.
Рассчитываем необходимую площадь сечения сердечника магнитопровода:
S — сечение сердечника магнитопровода, кв.см; Ртр — мощность трансформатора, Вт.
Определяем число витков первичной (сетевой) обмотки:
WI — число витков обмотки; UI — напряжение на первичной обмотке, В; S — сечение сердечника магнитопровода, кв.см.
Определяем число витков вторичной обмотки:
WII — число витков вторичной обмотки; UII — напряжение на вторичной обмотке, В; S — сечение магнитопровода, кв.см.
Определяем диаметр провода обмоток:
D — диаметр провода, мм; I — ток через обмотку, мА.
Можно выбрать провод по готовой таблице
Iобм, mA |
25 |
25...60 |
60...100 |
100...160 |
160...250 |
250...400 |
400...700 |
700...1000 |
D, мм |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
0,30 |
0,40 |
0,50 |
0,60 |
По полученным данным можно подбирать подходящее железо, провод и
изготавливать трансформатор. Правда, нелишне сначала прикинуть,
разместится ли провод на каркасе будущего трансформатора при данных
Ш-образных пластинах — ведь однотипные (по ширине средней части)
пластины имеют неодинаковую площадь окна. Достаточно подсчитанную ранее
мощность трансформатора умножить на 50 и сравнить полученный результат
(это необходимая площадь окна в кв.мм) 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
Трансформатор, диоды и конденсатор фильтра, разместите в корпусе
подходящих габаритов. На лицевой панели корпуса укрепите выходные
контакты, выключатель питания, а на задней стенке разместите держатель
предохранителя с предохранителем FU1 (его ток зависит от тока через
первичную обмотку трансформатора). Через отверстие в задней стенке
выведите шнур питания с сетевой электровилкой.
Понравилась статья-Жми +1
Нравится
[
Получить прямую ссылку на новость
][
Скрыть ссылки ]
Это может быть интересно:
|
|