Произвести электрический расчёт всех элементов и начертить принципиальную схему стабилизированного источника питания

1. Выбор схемы стабилизированного источника питания
Стабилизированный источник питания, удовлетворяющий заданным условиям, можно построить по схеме, изображённой на рисунке 1.
Рис. 1 – Структурная схема источника питания.
В состав схемы входят:
- понижающий силовой трансформатор;
- диодный мостовой выпрямитель;
- сглаживающий фильтр;
- линейный стабилизатор напряжения.
2. Расчёт выпрямителя и фильтра
Сопротивление нагрузки:
R0=U0I0=62=3 Ом.
Мощность в нагрузке:
Pн=U0∙I0=6∙2=12 Вт.
Минимальная ёмкость фильтра:
CФ=1f∙R0=150∙3=0,0067 Ф=6667 мкФ.
Среднее значение тока диода мостовой схемы:
IД.ср.=0,5·I0=0,5·2=1,0 A.
Ориентировочное значение обратного напряжения на вентиле при B(A)=1,2:
Uобр=2∙BA∙U0=1,41∙1,2∙6=10,152 В.
По рассчитанным значениям прямого тока и обратного напряжения выбирается диод типа КД202А.
Сопротивление вентиля:
ra=Uпр-UпорIпр=0,9-0,75=0,04 Ом .
Пусть амплитуда индукции в магнитопроводе трансформатора Bm=1 Тл. Тогда активное сопротивление и индуктивность вторичной обмотки трансформатора:
rтр=3,5∙U0I0∙f∙4f·BmBm∙U0∙I0=3,5∙62∙50∙450·11∙6∙2=0,0465 Ом;
L=5∙10-3∙U0I0∙f∙Bm∙I0∙U0f∙Bm=5∙10-3∙62∙50∙1∙2∙650∙1=0,15 мГн.
Пусть активное сопротивление дросселя rдр=0,5 Ом, т.е. 5% от сопротивления нагрузки.
Выходное сопротивление выпрямителя и ЭДС холостого хода:
Rвых=rтр+2∙ra+m∙f∙L+rдр=0,0465+2∙0,04+2∙50∙0,15∙10-3+0,5=0,6415 Ом;
Exx=U0+2∙Uпор+I0∙Rвых=6+2∙0,7+2∙0,6415=8,7 В.
3. Выбор силового трансформатора
В качестве силового трансформатора целесообразно выбрать типовой трансформатор серии ТПП, соответствующий заданным требованиям по напряжению и мощности. Исходными данными к выбору трансформатора являются действующие значения входного и выходного напряжений и мощность в нагрузке.
В соответствии с заданными и расчётными значениями может быть выбран трансформатор типа ТПП 282-220 со следующими данными:
- номинальное напряжение первичной обмотки, В-220;
- номинальные напряжения вторичных обмоток, В-20/20/4;
- номинальный ток вторичных обмоток, А-0,815;
- номинальная мощность трансформатора, Вт-72;
- габаритные размеры, мм-75х88х82;
- масса, кг-1,7.
Для получения требуемого значения вторичного напряжения используется последовательное соединение вторичных обмоток II и III.
4