йапряжение выпрямителя. В мощных выпрямителях Для уменьшения габаритов каждого дросселя и упрощения технологии изготовления допускается применение нескольких параллельно или последовательно включенных дросселей, не изменяющих суммарную индуктивность фильтра Ьф.

Коэффициент сглаживания однозвенного индуктивно-емкостного фильтра (см. рис. 4-1,в) при UoUo и

рисЬф^ <Ci/?Hmm МОЖНО рассчитывать по фор-

9ф^р2щ2с/-фСф-1. (4-9)

Схему П-образного индуктивно-емкостного фильтра, приведенную на рис. 4-1,г, обычно представляют в виде двух звеньев: емкостного (Сф1) и Г-образного индуктивно-емкостного (СфгЬф). Расчет емкости первого звена (Сф1) и коэффициента пульсаций на нем производится по методике расчета выпрямителей с емкостной реакцией (см. § 3-3). При этом расчет будет иметь достаточную для практики точность (10-15%), если в фильтре выполняется условие

Затем производится расчет Г-образного фильтра по описанной методике. Для получения максимального коэффициента сглаживания П-образного фильтра при определенных габаритах входящих элементов следует выбирать одинаковые значения емкостей обоих звеньев [6, 12]:

Сф. = Сф, = %-. (4-11)

В двухзвенных индуктивно-емкостных фильтрах Г-образного типа (см. рис. 4-1,д) коэффициент сглаживания фильтра определяется как произведение коэффициентов звеньев:

<?Ф=/7Ф1<7Ф2. (4-12)

Оптимальным считается фильтр, имеющий одинаковые элементы обоих звеньев (Lфl=Lф2, Сф1=Сф2) [12]. При увеличении числа звеньев фильтра увеличивается собственная частота (резонансная частота), что обусловливает целесообразность применения двухзвенного 62

фильтра только при <7ф>22, а трехзвенного - при <7ф> >220.

Для обеспечения индуктивного характера нагрузки Г-образного фильтра индуктивность дросселя выбирается больше критической:

Ф>кр = , (4-13)

где ifeno - коэффициент пульсации на входе фильтра.

Если нагрузка имеет импульсный характер и за время импульса напряжение на нагрузке не должно изменяться больше заданной, то в этом случае вначале выбирается конденсатор. Его емкость должна быть больше минимальной, определяемой формулой [6]

Сф - -, (4-14)

fJti max + tn min

где Ти - минимальная длительность импульса тока нагрузки; f/и max, Uyimin - напряжсние на нагрузке в начале и конце импульса соответственно.

Необходимо убедиться, что индуктивность и емкость фильтра выбраны таким образом, что собственная частота фильтра

меньше частоты pfc в 2 раза:

/ф<р/с/2.

Если в результате асимметрии напряжения в фазах вторичной обмотки трансформатора схемы выпрямления пульсации выходного напряжения содержат достаточно большую переменную составляющую (1-5%) частоты сети, то в этом случае собственная частота фильтра должна быть меньше частоты сети.

При импульсном характере тока нагрузки условием, гарантирующим отсутствие резонанса, будет [6]

Ф^/2. (4-16)

где fn -импульсная частота изменения тока нагрузки при скважности 2-3.

При найденной из расчета индуктивности либо выбирают необходимый дроссель из каталога, либо про-

т

изводят его расчет [8]. При этом следует учесть, что при переходных процессах и аварийных режимах к обмотке дросселя прикладывается максимальное напряжение выпрямителя. Для исключения больших перенапряжений при скачкообразном сбросе тока нагрузки необходимо шунтировать дроссель диодом в направлении, обратном току выпрямителя.

Выбор конденсатора производят по справочникам так, чтобы минимальная емкость с учетом допуска была больше расчетной. Конденсатор должен выдерживать перенапряжения, которые возникают при переходных процессах. Эти перенапряжения в худшем случае могут достигать удвоенного напряжения выпрямителя. Важным параметром конденсатора является предельно допустимая переменная составляющая соответствующей частоты. Если расчетное значение переменной составляющей превышает допустимое для данных частот и температуры, то следует либо выбрать конденсатор на большее рабочее напряжение, либо увеличить емкость и тем самым уменьшить переменную составляющую до требуемого значения.

4-4. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

1. Расчет выпрямителя 36 В/0,65 А для транзисторных стабилизаторов напряжения 27 В/0,6 А (гл. 5) и 30 В/0,6 А (гл. 6). Данные для расчета:

минимальное выпрямленное напряжение (при минимальном напряжении сети) f/omin = 36 В;

максимальный ток нагрузки выпрямителя /отах = 0,б5 А;

минимальный ток нагрузки выпрямителя /от;п = 0,05 А;

амплитуда пульсаций вьшрямленного напряжения В (*по-

- Зо/ );

напряжение питающей сети У = 220 B+jgi? (i7c=0,1, 6с=0И5); частота сети fc = 50 Гц.

Выбираем схему выпрямления - однофазный мост (рис. 3-1,8) в качестве вентилей выбираем кремниевые диоды типа Д229В

(f/o5nmox=100 В, 7,п,ер х = 0,4 А, UnvOl В, ГдифО).

Расчетное значение минимального выпрямленного напряжения определяем по (3-1):

i/om.n = 2-l--36=38 В. Активное сопротивление трансформатора по формуле (3-3) г. 38.10- / ГбОТТХ ,

Рассчитываем параметр А по формуле (3-4): Л=0,65-3,14Х X 4/2-380,11.