www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Моделирование транзисторов 

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

\t3-t2 \42.8-35

Общее сред неквадратичное значение тока:

frmsd = !d- = 3.6. , = 3.9 А

trmsc = jlrms hfrmsd = -кшЖЗ = 9.3 10.2. Двухполупериолный выпрямитель

При выборе номинала конденсатора мь1 должны учитывать не только требования, предъявляемые к схеме, в которой он установлен, но и требования, предъявляемые к режимам работы самого ЭК. Причем последние, как правило, оказываются строже. Необходимо также учитывать оазброс номиналов, временные изменения параметров и помнить о гом, что ЭК должен оставаться в пределах заданных допусков в течение всего срока службы.

Как правило, расчет номинала ЭК включает следующие действия:

Выбирается номинал конденсатора, обеспечивающий необходимую мощность нагрузки или заданное минимальное выпрямленное напряжение;

Найденное значение корректируется с учетом разброса номинала, временного и темперар/рного изменения номинала;

Из каталога выбирается ближайшее минииальное значение номинала конденсатора;

Рассчитывается среднеквадратичное значение тока пульсаций для нового конденсатора, определяется температура нагрева ЭК и срок его службы.

Рассмотрим для примера методику выбора ЭК для простейшей схемы двухполупериодного выпрямителя {см. рис.10.1)- Для упрощения расчета предположим, что диоды и сглаживающая емкость идеальные, и схема не содержит паразитных сопротивлений. ЭК заряжается до амплитудного значения питающего напряжения, равного примерно 310В. Форма напряжения на конденсаторе и токи через него приведены на эпюрах рис.10:2. Для выбора номинала ЭК прежде всего необходимо знать параметры нагрузки. Иногда вместо сопротивления нагрузки задается потребляемая мощность Р. Сопротивление нагрузки в этом случае можно определить из соотношения R-\J/?, где U - среднее значение выпрямленного напряжения.



Упрощенная методика расчета основана на положении, что падение напряжения на ЭК начинается на максимуме и происходит линейно, т.к. используется начальный участок экспоненты разряда;

Зададимся минимальным значением выпрямленного напряжения Umin=250B, что соответствует мощности примерно 750Вт на сопротивлении нагрузки 80 Ом. Минимальное напряжение Umin присутствует на ЭК в момент времени

t3=l/o)*arcsin(250/310)=13*10 (Ю. 1)

Максимум напряжения имеет место при t2=5*10 5+n*T, где T=10ins - период выпрямленного напряжения. Постоянная времени RC определяется по формуле:

RC= =35MQ-

/ (Ю.2)

Umin

Откуда С=437мкФ

Учитывая допуск -10%, мы должны увеличить соответственно номинал в 1.1 раза, С=480мкФ.

Конденсатор должен быть рассчитан на постоянное напряжение 350В и выше. RIFA приводит в своих характеристиках для таких конденсаторов т.н. фактор старения (aging actor) 7=1-0.1=0.9. Коррекция значения емкости дает С=530мкФ.

Номинал ЭК необходимо также изменить с учетом снижения емкости при снижении температуры. Например, при -40 deg;С, температурный коэффициент kt=0.94. Следовательно, С=564мкф. Таким образом, окончательное табличное значение номинала ЭК - 560мкф. Естественно, что минимальное выпрямленное напряжение при этом конденсаторе будет больше, чем 250В.

Наконец мы приступаем к самому главному - к нахождению среднеквадратичного тока 1,. Он максимален при максимальном значении номинала ЭК, который будет у нового конденсатора С определяться допуском (+30%) и температурным коэффициентом (1.05 при 1050.

С =560*13*1.05=760мкФ

Используя формулы 10.1 и 10.2, определим новые значения 13 и Umin: t3=l3.5ms и Unnin=270V. Исключив из t3 значение периода (10ms) получим t3=3.5ms.

Воспользуемся выражениями, приведенным1 в 10.1.

CdU/dt = 760*Ю*ЗЮ* lt;2р50)*со5(2р50*3.5*Ю) = ЗЗА



t2-t1 5-3.5

, iw \t3-t2 1)3.5-5 rmsd = /of,-= За-= 2.7 A

\ T V ro

\rmsc = Jirms+lrmsd = 7.5 +2.7 = 8A

Bee приведенные выше формулы и расчеты предназначены , во-первых, для лучшего понимания, а во вторых, для людей, которье умеют и любят считать Более простой способ получения значения Irmsc (и, соответственно, более подходящий для инженеров) - моделирование схемы на PSPICE. Необходимо только учесть, что для получения достоверного значения среднеквадратичного тока число выводимых периодов тока должно быть как можно больше (как правило, более 10).

Итак, мы нашли среднеквадратичны/ ток через конденсатор. Но гораздо важнее выяснить, способен ли ЭК выдержать такой ток. Мы уже приводили значения тепловых сопротивлений дгя ЭК. имеющих различные размеры. В нашем случае (размер А35/51):

Температура ЭК определяется рассеваемой мощностью, а она, в свою очередь зависит от Irmsc и ES (эквивалентное последовательное сопот вление). Мы хотим, чтобы температура в самой нагретой точке ЭК составляла не более 105 deg;С. Если мы продолжим расчеты, то увидим, что перегрев ЭК оказывается совершенно недопустимым. Это наглядный пример того, как номинал конденсатора, удовлетворяющий техническим требованиям, предъявляемым к схеме, оказывается совершенно непригодным с точки зрения параметоов ЭК. Поэтому для снижения тока вместо одного конденсатора 5бОмкФ мы включим в параллель два по 470мкФ и снизим Irmsc до 5А.

ESRdOSQ lOOHz) =0.19Q

Мощность, рассеиваемая в конденсаторе Рс и перегрев

Pc=frmsd*ESR = 25*0.19 = 4.7Вт

1= 0.5iJt2-t1)/{t3 -12) = 0.5*50*{5 - 3.5)/03.5 - 5) = ЗА



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