Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Бытовой ультразвуковой отпугиватель грызунов: устройство, принцип работы

Расчет элементов схемы

Расчет начнем с блока питания (рис.2.8). Поскольку схема потребляет IMAX =0,3A при напряжении питания 12 В, то в качестве стабилизатора выберем микросхему КРЕН 142ЕН8Б, которая имеет следующие параметры: Ucт.=5B, Icт.max =1A, Uвх.=15-35В, Ku=0,05%/B, Ki=0,67%/A.

Для выпрямления напряжения используем диодный мост со следующими параметрами: UОБР=100B, Iпp. =1A.

Принципиальная схема блока питания

Рисунок 2.8. Принципиальная схема блока питания

При выборе выпрямительного моста ключевыми параметрами являются обратное напряжение и средний или постоянный прямой ток [17]. Когда приложенное напряжение достигает максимума, одна пара диодов диодной сборки открыта, другая закрыта, при этом максимальное обратное напряжение на вентилях определяется по формуле:

UОБР = 1,5 U0 - 0,7, (2.1)

где UОБР - максимальное обратное напряжение, В; U0 - среднеквадратичное напряжение вторичной обмотки трансформатора, В; 0,7- приближенное значение падения напряжения на проводящем диоде.

UОБР = 1,5 • 13,3 - 0,7 = 19,25 В.

Поскольку каждый диод пропускает чередующиеся полупериоды, средний постоянный ток через него определяется по формуле:

IСР=I0/2 (2.2)

где IСР - средний постоянный ток, А; I0- постоянный ток на выходе схемы, А.

IСР =0,3/2=0,15

Определим значение амплитуды тока при емкостной нагрузке по формуле:

IMAX = 3,5I0, А; (2.3)

где IMAX- бросок тока при емкостной нагрузке, А.; I0- постоянный ток на выходе схемы, А.

IMAX = 3,5 • 0,3 = 1 А.

Определим сопротивление нагрузки выпрямителя по формуле:

RH = U0/ I0 (2.4)

где RH - сопротивление нагрузки, Ом.

RH = 18/ 0,3=60Ом

Для выпрямителей мощностью до 10Вт принимают сопротивление обмоток трансформатора:

Rmp = 0,09RH, Ом; (2.5)

где Rmp - сопротивление обмоток трансформатора, Ом.

Rmp = 0,09 • 60 = 5,4 Ом.

Найдем прямое сопротивление диода по формуле:

Rпр= Uпр/3 IСР, (2.6)

где Rпр - прямое сопротивление диода, Ом; Uпр - постоянное прямое напряжение на диоде выбранное из таблицы характеристик.

Rпр= 1/3• 1=0,33Ом

Найдем активное сопротивление фазы выпрямителя по формуле:

Ra = Rmp + 2 Rпр, (2.7)

Ra = 5,4 + 2 • 0,33 = 6,06 Ом.

Определим основной расчетный коэффициент А по формуле:

А= 1,6 Ra /RH (2.8)

где А- основной расчетный коэффициент.

А= 1,6 6,06/60=0,16

Из графиков найдем: В=1,2; D=2,2; F=6; Н=290.

Определим значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора в режиме холостого хода по формуле:

UХХ = B U0, (2.9)

где UХХ - напряжение на вторичной обмотке трансформатора без нагрузки, В.

UХХ = 1,2 • 13,3 = 16 В.

Уточним значение обратного напряжения на вентилях по формуле:

UОБР = l,4 UХХ, В. (2.10)

UОБР.= 1,4 • 16 = 22,4 В.

Уточним значение амплитуды прямого тока на вентилях по формуле:

Im = 0,5FI0 A, (2.11)

где Im - амплитуда тока на диодах сборки, А.

Im = 0,5 • 6 • 0,3 = 0,9 А.

Поскольку основные рассчитанные параметры не превосходят паспортных данных, значит диодная сборка выбрана правильно.

Определим действующие значение тока вторичной обмотки трансформатора I2 по формуле:

I2=DI0/1,4 (2.12)

где I2 - действующее значение тока во вторичной обмотке трансформатора, А.

I2=22•03 /1,4= 0,46 А.

Определим выходную емкость выпрямителя по формуле:

С= H/ RaKno , (2.13)

где С- необходимая емкость конденсатора на выходе выпрямителя, мкФ; Kno- коэффициент пульсаций напряжения на входе фильтра.

С = 290/6,06•0,1 = 478мкФ.

Принимаем номинальное значение 500 мкФ.

Произведем расчет трансформатора питания. Для питания электронных схем необходим трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 16 В, IВЫХ =0,46А.

Определим номинальную мощность трансформатора:

РНОМ = UВЫПР IВЫПР, (2.14)

где РНОМ - номинальная мощность трансформатора, Вт.; UВЫПР - напряжение на вторичной обмотке, В; IВЫПР - выпрямленный необходимый ток, А.

РНОМ= 16 • 0,46= 6,6 Вт

Поскольку КПД небольших силовых трансформаторов составляет порядка 80%, потребляемая мощность от сети переменного тока будет на 20 % больше РНОМ.

РMAX = 1,2РНОМ, (2.15)

где РMAX - максимальная мощность трансформатора, Вт; РНОМ - номинальная мощность трансформатора, Вт.

РMAX = 1,2 • 6,6 = 7,9 Вт.

Определим произведение:

SMSOK=45РMAX/ (f•Bm•i•RОК•RM), (2.16)

где SM - площадь сечения магнитопровода,см2; SOK - площадь окна магнитопровода, см2; РMAX - максимальная мощность трансформатора, Вт; f - частота питающей сети, Гц; Bm -амплитуда магнитной индукции в магнитопроводе, Т; i - плотность тока в обмотках, А/мм2; RОК - коэффициент заполнения окна магнитопровода; RM - коэффициент заполнения сечения стержня магнитопровода.

Значение Bm выберем по графику в зависимости от габаритной мощности трансформатора и марки стали.

Возьмем ленточный магнитопровод, для него при РГ меньше 10 Вт значение Bm =1,5Т.

Плотность тока в обмотках выберем равным 6 А/мм2. Коэффициент заполнения окна магнитопровода - RОК выберем равным 0,25. Коэффициент заполнения сечения стержня магнитопровода - RM выберем равным 0,9.

Таким образом:

SMSOK=3,5см2

По таблице выберем: ШЛ 10x16, L=10мм, Н=25мм. Определим число витков обмоток:

Wi = 2200Ui/f BmSM (2.17)

где Wi-число витков данной обмотки, витков; Ui- напряжение данной обмотки, В.

Таким образом:

W1 = 4033, W2 =264.

Число витков вторичной обмотки следует увеличить на 5%, чтобы учесть внутреннее падение напряжения.

W2= 264 • 1,05 = 278 витков.

Определим диаметр проводов в обмотках:

di=l,13 • (Ii/i)1/2, (2.18)

где di - диаметр i-й обмотки трансформатора, мм; Ii - ток i-й обмотки трансформатора, А; i- плотность тока, А/ мм2. Ток в обмотках определяется по формуле:

Ii =1,1 РНОМ/ Ui, (2.19)

где Ii -ток i-й обмотки трансформатора, А; Ui- напряжение i-й обмотки трансформатора, В.

Таким образом ток в первичной обмотке равен:

I1 = 0,039А,

диаметр провода первичной обмотки равен:

d1 = 0,09 мм,

ток во вторичной обмотке равен:

I2=0,5А,

диаметр провода вторичной обмотки равен:

d1=0,32мм.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психология
Религиоведение
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее