Как быть, если имеющийся однополярный выпрямитель необходимо дополнить выпрямителем противоположной полярности, а перемотка сетевого трансформатора нежелательна? Выход из этого положения предложили английские радиолюбители (см. рисунок): дополнительный выпрямитель (мост V2 и сглаживающий конденсатор С4) подключен к вторичной обмотке трансформатора через дополнительные разделительные конденсаторы С1 и С2.
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.
Исходными данными для расчета выпрямителя служат требуемое напряжение на нагрузке (11н) и потребляемый ею максимальный ток (1н). Порядок расчета следующий: Сначала определяют переменное напряжение U II , которое должно быть на вторичной обмотке трансформатора: U 11 = BUh, где Uh - постоянное напряжение на нагрузке, вольт; В -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 | d | 0,8 | 1 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | U | С | 2,4 | 2,2 | 2 | 1,9 | 1,8 | 1,8 | По току нагрузки определяют максимальный ток, протекающий через каждый диод выпрямительного моста: 1д = 0,5СIн, где 1д - ток через диод, ампер ; 1н - 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: 11обр = 1,511н где Uo6p - обратное напряжение, В; Uh - 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 1н / 11нКп где Сф - емкость конденсатора фильтра, мкФ; 1н -максимальный ток нагрузки. А: 11н - 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 ю-3...ю 2, усилителей радио и промежуточной частоты - 10"4....Ю"3 предварительных каскадов усилителей звуковой частоты и микрофонных усилителей - Ю^.-.Ю"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 (U„) и максимальный ток нагрузки ( I „ ). Здесь тоже существует определенная последовательность расчета. Сначала определяют максимальное значение тока, протекающего через вторичную обмотку: 1м = 1,51н где I и - ток через обмотку II трансформатора, А; I H -максимальный ток нагрузки, А. Далее определяют мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора: Рм =Um In, где Р„ - максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт; и„ - напряжение на вторичной обмотке. В; 1„ - максимальный ток через вторичную обмотку, А. Затем подсчитывают мощность трансформатора: Ртр -1,25 Ри где Ртр -мощность трансформатора, Вт; Р„ - 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: li = Prp/U, где l| - ток через обмотку I, А; Ртр - подсчитанная мощность трансформатора, Вт: U, - 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: W,=50U|/S, где W, - число витков обмотки; U, - напряжение на первичной обмотке В; S - сечение сердечника магнитопровода, см2. Подсчитывают число витков вторичной обмотки: W„ = 55U„/S. Где W„ - число витков вторичной обмотки; UM - 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 ■обм, | 25 | 25...6 | 60...10 | 100. | 160. | 250. | 400. | 700. | мА | | 0 | 0 | ..16 | ..25 | ..40 | ..70 | ..10 | | | | | 0 | 0 | 0 | 0 | 00 | 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 имеютнеодинаковую площадь окна. Для приблизительной оценкидостаточно подсчитанную ранее мощность трансформатораРтр умножить на 50 и сравнить полученный результат (этонеобходимая площадь окна в мм2) с измеренной площадьюокна имеющихся пластин. При выборе сердечникамагнитопровода следует придерживаться и еще одного правила - отношение ширины средней части сердечника к толщиненабора (отношение сторон сердечника) должно быть впределах 1...2..
|