Tính toán bộ nguồn. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Radio nghiệp dư cho người mới bắt đầu

 Bình luận bài viết

Phần lớn các thiết kế radio nghiệp dư nhận nguồn điện từ nguồn điện thông qua nguồn điện. Nó thường chứa một máy biến áp mạng T1 (Hình 45), bộ chỉnh lưu diode VD1 -VD4 và tụ điện làm mịn oxit công suất cao C1. Các thiết bị phụ trợ nhưng cần thiết bao gồm công tắc SA1, cầu chì FU1 và đèn báo bật nguồn - đèn sợi đốt thu nhỏ HL1, có điện áp định mức cao hơn một chút so với điện áp cuộn thứ cấp của máy biến áp (đèn đốt ở điện áp thấp có tuổi thọ cao hơn nhiều) .

Bộ ổn áp, nếu có, được kết nối giữa đầu ra bộ chỉnh lưu và tải. Theo quy luật, điện áp ở đầu ra của nó nhỏ hơn Uout và năng lượng đáng chú ý bị lãng phí trên bộ ổn định.

Hãy bắt đầu với việc tính toán máy biến áp mạng. Kích thước và trọng lượng của nó hoàn toàn được xác định bởi công suất mà bộ nguồn phải cung cấp: Bĩu môi = Uout ·Iout. Nếu có nhiều cuộn dây thứ cấp thì cần tính tổng công suất tiêu thụ của từng cuộn dây. Với công suất tính toán, bạn nên cộng thêm công suất của đèn báo Rind và tổn thất điện năng trên các diode chỉnh lưu

Rvyp = 2Upr Iout

Trong đó Unp là điện áp rơi thuận trên một diode, đối với điốt silicon là 0,6... 1 V, tùy thuộc vào dòng điện. Unp có thể được xác định từ các đặc tính của điốt được nêu trong sách tham khảo.

Từ mạng, máy biến áp sẽ tiêu thụ điện năng lớn hơn một chút so với tính toán, điều này có liên quan đến tổn thất trong chính máy biến áp. Có “tổn hao đồng” - do cuộn dây bị nóng lên khi có dòng điện chạy qua - đây là những tổn hao thông thường do điện trở tác dụng của cuộn dây và “tổn hao sắt” do đảo từ hóa của lõi và dòng xoáy. dòng điện trong các tấm của nó. Tỷ số giữa công suất tiêu thụ từ mạng và nguồn điện cung cấp bằng hiệu suất của máy biến áp η. Hiệu suất của máy biến áp công suất thấp thấp, lên tới 60...65%, chỉ tăng lên 90% hoặc hơn đối với máy biến áp có công suất vài trăm watt. Vì thế,

Рtr \ uXNUMXd (Bĩu môi + Rind + Rvyp) / η

Bây giờ bạn có thể xác định diện tích mặt cắt ngang của thanh trung tâm của lõi (đi qua cuộn dây) bằng công thức thực nghiệm:

S2 = Ptp.

Các ký hiệu của lõi từ đã chứa dữ liệu để xác định mặt cắt ngang. Ví dụ: W25x40 có nghĩa là chiều rộng của phần trung tâm của tấm hình chữ W là 25 mm và độ dày của bộ tấm là 40 mm. Có tính đến độ khít lỏng của các tấm với nhau và lớp cách điện trên các tấm, tiết diện của lõi như vậy có thể ước tính là 8...9 cm2, và công suất của cuộn dây máy biến áp trên nó có thể là 65...80 W.

Diện tích mặt cắt ngang của lõi trung tâm của mạch từ máy biến áp S xác định thông số quan trọng tiếp theo - số vòng trên mỗi vôn. Nó không được quá nhỏ, nếu không cảm ứng từ trong lõi từ sẽ tăng lên, vật liệu lõi sẽ bão hòa, trong khi dòng điện không tải của cuộn sơ cấp tăng mạnh và hình dạng của nó trở thành không hình sin - các đỉnh dòng điện lớn xuất hiện ở đỉnh của nửa sóng dương và âm. Trường lạc và độ rung của các tấm tăng mạnh. Một thái cực khác - số vòng dây trên vôn quá nhiều - dẫn đến tiêu thụ đồng quá mức và tăng điện trở hoạt động của cuộn dây. Cũng cần giảm đường kính của dây sao cho các cuộn dây vừa khít với cửa sổ của mạch từ. Những vấn đề này sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong [1].

Số vòng dây trên vôn n đối với máy biến áp nhà máy được quấn trên lõi tiêu chuẩn của tấm hình chữ W thường được tính từ tỷ số n = (45...50)/S, trong đó S được lấy bằng cm2. Bằng cách xác định n và nhân nó với điện áp danh định của cuộn dây sẽ thu được số vòng dây. Đối với cuộn dây thứ cấp, điện áp phải lấy lớn hơn 10% so với điện áp danh định để tính đến điện áp rơi trên điện trở tác dụng của chúng.

Tất cả điện áp trên cuộn dây máy biến áp (UI và UII trong Hình 45) được lấy ở giá trị hiệu dụng.

Giá trị biên độ của điện áp sẽ cao hơn 1,41 lần. Nếu cuộn thứ cấp được nạp vào bộ chỉnh lưu cầu thì điện áp ở đầu ra của bộ chỉnh lưu Uout ở chế độ không tải gần bằng biên độ trên cuộn thứ cấp. Khi có tải, điện áp chỉnh lưu giảm và trở thành bằng:

Uout = 1,41UII-2Unp-Ioutrtrp.

Ở đây rтp là điện trở của máy biến áp ở phía cuộn thứ cấp. Với độ chính xác vừa đủ để thực hành, bạn có thể đặt rтp = (0,03...0,07)Uout/Iout, với hệ số nhỏ hơn được lấy cho máy biến áp mạnh hơn.

Sau khi xác định được số vòng dây, bạn nên tìm dòng điện trong cuộn dây. Dòng điện cuộn thứ cấp Iii = Iind + Pout/UII. Dòng điện tác dụng của cuộn sơ cấp (do dòng tải) Iia = Ptr/UI. Ngoài ra, một dòng điện phản kháng “từ hóa” cũng chạy trong cuộn sơ cấp, tạo ra từ thông trong lõi gần bằng dòng điện không tải của máy biến áp. Giá trị của nó được xác định bởi độ tự cảm L của cuộn sơ cấp: Iip = Ui/2πfL

Trong thực tế, dòng điện không tải được xác định bằng thực nghiệm - đối với máy biến áp công suất trung bình và cao được thiết kế phù hợp thì dòng điện này là (0,1...0,3) IiA. Dòng điện phản kháng phụ thuộc vào số vòng dây trên vôn, giảm khi n tăng. Đối với máy biến áp công suất thấp cho phép Iip = (0,5...0,7)IiA. Dòng điện tác dụng và phản kháng của cuộn sơ cấp được cộng theo phương cầu phương nên tổng dòng điện của cuộn sơ cấp là Ii2 = Iiai2 + Iipi2.

Sau khi xác định được dòng điện cuộn dây, bạn nên tìm đường kính dây dựa trên mật độ dòng điện cho phép đối với máy biến áp 2...3 A/mm2. Việc tính toán được đơn giản hóa bằng biểu đồ thể hiện trong hình. 46 [2].

Khả năng đặt cuộn dây trong cửa sổ được đánh giá như sau: bằng cách đo chiều cao của cửa sổ (chiều rộng của cuộn dây), xác định số vòng dây của một lớp của mỗi cuộn dây và sau đó là số lớp cần thiết. Bằng cách nhân số lớp với đường kính của dây và cộng độ dày của các miếng đệm cách điện sẽ thu được độ dày của cuộn dây. Độ dày của tất cả các cuộn dây không được lớn hơn chiều rộng của cửa sổ. Hơn nữa, vì không thể quấn chặt bằng tay nên độ dày của cuộn dây phải tăng lên 1,2...1,4 lần.

Để kết luận, chúng tôi trình bày một phép tính đơn giản của bộ chỉnh lưu (Hình 45). Dòng điện trung bình chuyển tiếp cho phép của điốt trong mạch cầu ít nhất phải là 0,5Iout; trong thực tế, điốt có dòng điện chuyển tiếp cao được chọn (để đảm bảo độ tin cậy). Điện áp ngược cho phép không được nhỏ hơn 0,71 Uii + 0,5Uout, nhưng vì khi không tải Uout đạt 1,41Uii nên nên chọn điện áp ngược của điốt không nhỏ hơn giá trị này, tức là giá trị biên độ của điện áp trên cuộn dây thứ cấp. Việc tính đến những biến động có thể có của điện áp mạng cũng rất hữu ích.

Biên độ gợn sóng của điện áp chỉnh lưu tính bằng vôn có thể được ước tính bằng công thức đơn giản hóa:

Upulse = 5Iout / S.

Dòng ra được thay thế bằng ampe, điện dung của tụ C1 tính bằng microfarads.

Đối với dòng điện tải vài chục miliampe trở xuống, cho phép giới hạn thiết bị đơn giản nhất với một diode zener.

Đối với dòng tải lớn, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng bộ ổn định phức tạp hơn một chút, sơ đồ được hiển thị trong Hình. 47.

Như bạn có thể thấy, ở đây một bộ theo dõi bộ phát được lắp ráp trên bóng bán dẫn VT1 được thêm vào bộ ổn định đơn giản nhất dựa trên các phần tử R1, VD1. Nếu trong bộ ổn định đơn giản nhất, dòng tải không thể lớn hơn dòng điốt zener, thì ở đây nó có thể vượt quá dòng điốt zener với hệ số h21e, trong đó h21e là hệ số truyền tĩnh của dòng cơ sở bóng bán dẫn trong mạch có điểm chung máy phát. Để tăng nó, một bóng bán dẫn tổng hợp thường được sử dụng thay cho VT1. Điện áp đầu ra của bộ ổn định nhỏ hơn 0,6 V so với điện áp ổn định VD1 (1,2 V đối với bóng bán dẫn tổng hợp).

Nên bắt đầu tính toán nguồn điện ổn định bằng bộ ổn định. Dựa trên điện áp và dòng tải yêu cầu, bóng bán dẫn VT1 và diode zener VD1 được chọn. Dòng cơ sở của bóng bán dẫn sẽ là:

Ib \ u21d Iout / hXNUMXe.

Đây sẽ là dòng điện đầu ra của bộ ổn định đơn giản nhất dựa trên các phần tử R1 và VD1. Sau đó, ước tính điện áp tối thiểu ở đầu ra bộ chỉnh lưu Uout-Upulse - nó phải lớn hơn 2...3 V so với điện áp tải yêu cầu ngay cả ở điện áp mạng tối thiểu cho phép. Tiếp theo, việc tính toán được thực hiện theo cách được mô tả. Các mạch và tính toán nâng cao hơn của bộ ổn định được đưa ra trong [3].

Câu hỏi tự kiểm tra

1. Sử dụng thông tin từ các phần trước (đặc điểm xung của chuỗi RC), rút ​​ra công thức trên về biên độ gợn sóng ở đầu ra của bộ chỉnh lưu không ổn định. Trong trường hợp này, cho phép thời gian phóng điện của tụ điện đến tải chỉnh lưu bằng 0,01 s (tần số gợn 100 Hz) và sử dụng phép tính gần đúng et/RC - 1 - t/RC.

2. Sau khi tìm thấy một máy biến áp mạng cũ (có thể bị cháy), hãy tháo rời và tháo nó ra, ghi nhớ hoặc thậm chí viết ra cách thức hoạt động của nó (điều này sẽ hữu ích khi tự chế tạo máy biến áp). Tính số vòng dây và đường kính của dây. Tính toán máy biến áp này bằng phương pháp được mô tả và so sánh kết quả.

3. Tính toán nguồn điện được điều chỉnh đầy đủ cho điện áp 13,5 V và dòng điện 1 A.

Responses

Dạng sóng điện áp ở đầu ra của bộ chỉnh lưu toàn sóng không có tụ điện làm mịn được thể hiện trong Hình. 64 dòng kẻ mảnh. Chúng ta thấy rằng điện áp dao động từ XNUMX đến U_m với tần số 100 Hz. Nếu có một tụ điện, nó được tích điện ở mức cực đại của điện áp chỉnh lưu đến giá trị nhỏ hơn U một chút._mvà phóng điện trong khoảng thời gian giữa các đỉnh. Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu được ký hiệu là U_{ra ngoài}. biên độ xung - U_{mạch đập}.

Trong quá trình phóng điện của tụ điện, điện áp trên tụ thay đổi theo quy luật xác định ở điều kiện từ giá trị U_{ra ngoài} + bạn_{mạch đập} lên tới giá trị U_{ra ngoài} - U_{mạch đập}

Do đó, người ta có thể viết

U_{ra ngoài} - U_{mạch đập} = (U_{ra ngoài} + bạn_{mạch đập})e^{-t / RC}- (U_{ra ngoài} + bạn_{mạch đập}).(1 - t/RC),

trong đó t = 0,01 s; R - điện trở tải chỉnh lưu; C là công suất của tụ điện làm mịn.

Mở ngoặc, rút ​​gọn chữ U_{ra ngoài} và bỏ qua số hạng U_{mạch đập}t / RC do độ nhỏ của nó (biên độ xung nhỏ hơn U_{ra ngoài}) ta được 2U_{mạch đập} =U_{ra ngoài}t / RC.

Bây giờ lưu ý rằng U_{ra ngoài}/ R bằng dòng tải I, và thay thế t: U_{mạch đập} = 5 10^-3l / C,

trong đó tất cả các đại lượng phải được thay thế bằng các đơn vị cơ bản - volt, ampe và farad. Nếu chúng ta lấy dòng điện tính bằng miliampe và điện dung tính bằng microfarad, chúng ta sẽ có công thức sau cho điện áp gợn sóng tính bằng vôn:

U_{mạch đập}= 5 l / C.

Văn chương

1. Polyak V. Giảm trường rò rỉ của máy biến áp. - Đài phát thanh, 1983, số 7, tr. 28, 29.
2. Malinin R.M. Nguồn cung cấp thiết bị vô tuyến điện từ nguồn điện lưới. - M.: Năng lượng, 1970.
3. Moskvin A. Ổn áp bằng bóng bán dẫn có bảo vệ quá tải. - Đài phát thanh, 2003, số 2, tr. 26-28.

Tác giả: V.Polyakov

Xem các bài viết khác razdela Radio nghiệp dư cho người mới bắt đầu.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang 05.05.2024

Thế giới khoa học và công nghệ hiện đại đang phát triển nhanh chóng, hàng ngày các phương pháp và công nghệ mới xuất hiện mở ra những triển vọng mới cho chúng ta trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trong những đổi mới như vậy là sự phát triển của các nhà khoa học Đức về một phương pháp mới để điều khiển tín hiệu quang học, phương pháp này có thể dẫn đến tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực quang tử học. Nghiên cứu gần đây đã cho phép các nhà khoa học Đức tạo ra một tấm sóng có thể điều chỉnh được bên trong ống dẫn sóng silica nung chảy. Phương pháp này dựa trên việc sử dụng lớp tinh thể lỏng, cho phép người ta thay đổi hiệu quả sự phân cực của ánh sáng truyền qua ống dẫn sóng. Bước đột phá công nghệ này mở ra triển vọng mới cho việc phát triển các thiết bị quang tử nhỏ gọn và hiệu quả có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu lớn. Việc điều khiển phân cực quang điện được cung cấp bởi phương pháp mới có thể cung cấp cơ sở cho một loại thiết bị quang tử tích hợp mới. Điều này mở ra những cơ hội lớn cho ... >>

Bàn phím Primium Seneca 05.05.2024

Bàn phím là một phần không thể thiếu trong công việc máy tính hàng ngày của chúng ta. Tuy nhiên, một trong những vấn đề chính mà người dùng gặp phải là tiếng ồn, đặc biệt là ở các dòng máy cao cấp. Nhưng với bàn phím Seneca mới của Norbauer & Co, điều đó có thể thay đổi. Seneca không chỉ là một bàn phím, nó là kết quả của 5 năm phát triển để tạo ra một thiết bị lý tưởng. Mọi khía cạnh của bàn phím này, từ đặc tính âm thanh đến đặc tính cơ học, đều được xem xét và cân bằng cẩn thận. Một trong những tính năng chính của Seneca là bộ ổn định im lặng, giúp giải quyết vấn đề tiếng ồn thường gặp ở nhiều bàn phím. Ngoài ra, bàn phím còn hỗ trợ nhiều độ rộng phím khác nhau, thuận tiện cho mọi người dùng. Mặc dù Seneca vẫn chưa có sẵn để mua nhưng nó được lên kế hoạch phát hành vào cuối mùa hè. Seneca của Norbauer & Co đại diện cho các tiêu chuẩn mới trong thiết kế bàn phím. Cô ấy ... >>

Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới 04.05.2024

Khám phá không gian và những bí ẩn của nó là nhiệm vụ thu hút sự chú ý của các nhà thiên văn học từ khắp nơi trên thế giới. Trong bầu không khí trong lành của vùng núi cao, cách xa ô nhiễm ánh sáng thành phố, các ngôi sao và hành tinh tiết lộ bí mật của chúng một cách rõ ràng hơn. Một trang mới đang mở ra trong lịch sử thiên văn học với việc khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới - Đài thiên văn Atacama của Đại học Tokyo. Đài quan sát Atacama nằm ở độ cao 5640 mét so với mực nước biển mở ra cơ hội mới cho các nhà thiên văn học trong việc nghiên cứu không gian. Địa điểm này đã trở thành vị trí cao nhất cho kính viễn vọng trên mặt đất, cung cấp cho các nhà nghiên cứu một công cụ độc đáo để nghiên cứu sóng hồng ngoại trong Vũ trụ. Mặc dù vị trí ở độ cao mang lại bầu trời trong xanh hơn và ít bị nhiễu từ khí quyển hơn, việc xây dựng đài quan sát trên núi cao đặt ra những khó khăn và thách thức to lớn. Tuy nhiên, bất chấp những khó khăn, đài quan sát mới mở ra triển vọng nghiên cứu rộng lớn cho các nhà thiên văn học. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Sợi silicon cứng hơn thép 15 lần 16.01.2013 Các nhà khoa học thuộc Trung tâm Nghiên cứu Quang điện tử đã phát triển công nghệ tạo ra sợi nano silicon bền hơn thép 15 lần. Đồng thời, chúng có thể được tạo ra rất dài - về mặt lý thuyết lên đến hàng nghìn km. Công nghệ mới đã được nhiều công ty trên thế giới quan tâm, chủ yếu trong ngành hàng không và đóng tàu, những nơi có nhu cầu về vật liệu tổng hợp nhẹ và bền. Sợi nano thu hút sự chú ý với độ bền cực cao của chúng. Tính chất vật liệu ở kích thước nano rất khác so với các mẫu vĩ mô - một số vật liệu tinh thể ở dạng sợi nano thể hiện độ bền kéo vượt quá 10 GPa. Cho đến nay, người ta đã có thể chế tạo các sợi nano tinh thể chỉ dài vài mm. Sợi dài hơn có nhiều khuyết tật làm giảm độ bền của chúng. Các nhà khoa học từ Trung tâm Nghiên cứu Quang điện tử đã chuyển sự chú ý của họ đến các sợi nano silicon dioxide, độ bền của sợi này ít phụ thuộc vào các khuyết tật đơn lẻ. Trên thực tế, đây là sợi thủy tinh thông thường, chỉ được làm ở cấp độ nano, có khả năng tăng sức mạnh của chúng lên đáng kể. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng sợi nano silicon dioxide bền hơn 15 lần so với thép cường độ cao và 10 lần so với sợi thủy tinh thông thường. Trong tương lai, điều này sẽ làm giảm trọng lượng của vật liệu composite trong khi vẫn giữ được độ bền của chúng. Điều thú vị là các sợi nano mới chỉ trở nên mạnh hơn khi đường kính giảm. Cũng cần lưu ý rằng nguyên liệu để sản xuất chúng là silic và oxy, là những nguyên tố rất phổ biến của vỏ trái đất. Ngoài ra, sợi nano silicon dioxide có thể được sản xuất theo tấn, giống như sợi quang thông thường, được sử dụng rộng rãi trong công nghệ truyền thông ngày nay. Một loại sợi mới có thể thay đổi tương lai của vật liệu composite: sợi nano có thể làm cho máy bay, trực thăng, tàu thuyền, v.v. mạnh hơn và nhẹ hơn.

Tin tức thú vị khác:

▪ Xe tải điện Volta Zero

▪ Sự tuyệt chủng của các loài phụ thuộc vào kích thước của động vật

▪ Ngựa La mã ở Đức

▪ Phôi nhân tạo gây thai

▪ Thông minh Pan Pantelligent

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Đơn vị thiết bị vô tuyến nghiệp dư. Lựa chọn bài viết

▪ Chúng ta quen tin rằng không có người Đức thì không có sự cứu rỗi nào cho chúng ta. biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Sốc điện bắt đầu được sử dụng để điều trị từ khi nào? đáp án chi tiết

▪ Đảo Điều Madagascar. Thiên nhiên kỳ diệu

▪ bài báo Máy dò kim loại đơn giản. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài Đoán từng lá bài trong bộ bài. bí mật tập trung

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024