Стабилизированный вторичный источник постоянного напряжения

Развитие радиоэлектроники, усложнение ее функциональных возможностей привели к необходимости использования нескольких напряжений питания, а это в свою очередь приводит к увеличению массогабаритных параметров аппаратуры, в случае работы источника питания переменным напряжением частотой 50 Гц. Уменьшение массогабаритных параметров источников питания связано с применением импульсных вторичных источников электропитания (ИВЭП). В последние годы получены качественно новые результаты, обеспечены высокая надеж-ность, экономичность, малые габариты и масса ИВЭП. Эти успехи связаны с переходом на полупроводниковую элементную базу и применением силовых ИМС, определяющим видом которых являются стабилизаторы напряжения.
Современные устройства вторичного питания вышли за рамки простейших электронных устройств, содержащих малое число силовых транзисторов и реактивных элементов, какими они были 30-40 лет назад. Сейчас это устройства, содер¬жащие большое количество разнообразных элементов, выполняющих функцию преобразования электриче¬ской энергии и повышающих её качество. В результате разработок в нашей стране и за рубежом создан широкий класс полупроводниковых элементов, не имеющих аналогов среди ранее известных. Один из возможных способов решения этой проблемы это преобразование одного переменного напряжения в несколько других постоянных напряжений.

Основная часть
1 Расчет выпрямителя
Используем однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель, представленный на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1- Схема двухполупериодного выпрямителя
В схему входят 4 диода, соединенные по схеме моста. В первую диагональ моста включена вторичная обмотка трансформатора, во вторую – нагрузка RH. Ток протекает от В к А через диод VD3, сопротивление нагрузки RН, диод VD2 через вторичную обмотку трансформатора, это занимает время половины периода.
Ток протекает от точки А через диод VD4, сопротивление нагрузки RН, диод VD1 к точке В во вторую половину периода.
Ток, протекающий через нагрузочное сопротивление Rн в течение обоих полупериодов имеет одно направление, поэтому наблюдается двухполупериодное выпрямление. Временные диаграммы токов и напряжений представлены на рисунке 2.2

Рисунок 2.2 Диаграмма токов и напряжений в двухполупериодном выпрямителе
Постоянная составляющая выпрямленного тока составляет:
I0 = 0,636∙ (2.1)
Ток через каждый диод протекает только в течении одного полупериода. Поэтому среднее значение тока, проходящего через каждый диод, определяется по формуле:
IД = (2.2)
Обратное напряжение, приложенное к одному диоду в 2 раза меньше, чем в схеме со средней точкой, так как в течение каждой половины периода данное напряжение приложено к двум диодам, включенным последовательно. Обратное напряжение, приложенное к одному диоду в 2 раза меньше, чем в схеме со средней точкой, так как в течение каждой половины периода данное напряжение приложено к двум диодам, включенным последовательно.
UОБР = (2.3)
Учитывая колебания напряжения сети 220 , максимальная амплитуда входного напряжения составит:
U1m = (220+22)∙1,41 = 341,22 В (2.4)
Средний ток в сети 220 В составит:
I0 = = = 0,32 А (2.5)
Тогда ток через диод составит:
IД = = = 0,16 А (2.6)
На основании выполненных расчетов выберем выпрямительный диод:
UОБР = = = 380 В (2.7)
Выбираем диод КД226Г, который имеет следующие параметры: