Расчет выпрямителей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задача 1

выпрямитель мостовой трёхфазный напряжение

Составить схему мостового выпрямителя, выбрав стандартные диоды, параметры которых приведены в таблице 62. Мощность потребителя Pd = 300 (Вт) с напряжением питания Ud = 20 (В). Пояснить порядок составления схемы для диодов с приведенными параметрами.

РЕШЕНИЕ:

1. Определяем ток потреби теля

Id = Pd/Ud = 300/20 = 15 А.

2. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период для мостовой схемы

Ub = 1,57· Ud =1,57·20 = 31,4 В.

3. Выбираем диод для данной схемы из условий:

по току - Iдоп. > 0,5 Id > 0,5·15 > 7,5 А.

напряжению - Uобр.> Ub>31,4 В.

По таблице 62 подходит диод Д224А, у которого Iдоп.= 10 А., что >7,5 А. и

Uобр.= 50В., что >31,4 В.

В схеме мостового выпрямителя диоды - VD1; VD2; VD3; VD4 выбраны Д224А

Подходит также диод Д244А у которого Iдоп.= 10 А., и Uобр.= 50В.



Схема мостового выпрямителя VD1; VD2; VD3; VD4 (Д305)

Задача 2

Трёхфазный выпрямитель, собранный на трёх диодах, должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Pd = 900 (Вт) при напряжении Ud = 150 (В). Следует выбрать один из трёх типов полупроводниковых диодов (Д232, КД202Н,Д222), параметры которых приведены в таблице 62 для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя.

РЕШЕНИЕ:

1. Определяем ток потребителя

Id = Pd/Ud = 900/150 = 6 А.

2. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период для однополупериодной схемы выпрямителя

Ub = 3,14· Ud = 3,14· 150 = 471 В.

3. Выбираем диод для данной схемы из условий:

по току - Iдоп. > 0,5Id = 6 А.

по напряжению - Uобр.> Ub = 471 В.

По таблице 62 подходит диод Д233 , у которого Iдоп.= 10 А., что > Id = 6 А. и Uобр.= 500В., что > Ub = 471 В.



Схема однополупериодного выпрямителя - VD1 (Д233)

Задача 3

Составить схему двухполупериодного выпрямителя, выбрав стандартные диоды, параметры которых приведены в таблице 62. Мощность потребителя Pd = 240 (Вт) с напряжением питания Ud = 180 (В). Пояснить порядок составления схемы для диодов с приведенными параметрами.

РЕШЕНИЕ:

1. Определяем ток потребителя

Id = Pd/Ud = 240/180 = 1,3 А.

2. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период для схемы двухполупериодного выпрямителя

Ub = 3,14· Ud = 3,14· 180 = 565,2 В.

3. Выбираем диод для данной схемы из условий:

по току - Iдоп. > Id = 0,5·1,3 А. = 0,65А.

по напряжению - Uобр.> Ub = 565,2 В.

По таблице 62 подходит диод Д234Б, у которого Iдоп.= 5 А., что > Id = 0,65 А. и Uобр.= 600 В., что > Ub = 565,2В.



Схема двухполупериодного выпрямителя - VD1, VD2 (Д234Б)

Задача 4

Однополупериодный выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Pd = 70 (Вт) при напряжении Ud = 100 (В). Следует выбрать один из трёх типов полупроводниковых диодов (КД202Н, Д215Б, Д214), параметры которых приведены в таблице 62 для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя.

РЕШЕНИЕ:

1. Определяем ток потребителя

Id = Pd/Ud = 70/100 = 0,7 А.

2. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период для мостовой схемы

Ub = 1,57· Ud =1,57·100 = 157 В.

3. Выбираем диод для данной схемы из условий:

по току - Iдоп. > 0,5 Id > 0,5·0,7 >0,35 А.

напряжению - Uобр.> Ub >157 В.

Подходит диод Д205, у которого Iдоп.= 0,4 А., что > 0,35 А.; Uобр.=400 В., что >157 В.

Если предлагаемые в условии задачи диоды не подходят, то диод необходимо выбрать из таблицы 62.

Схема однополупериодного выпрямителя - VD1 (Д205)

Задача 5

Составить схему трёхфазного выпрямителя на трёх диодах, выбрав стандартные диоды, параметры которых приведены в таблице 62. Мощность потребителя Pd = 800 (Вт) с напряжением питания Ud = 80 (В). Пояснить порядок составления схемы для диодов с приведенными параметрами.

РЕШЕНИЕ:

1. Определяем ток потребителя

Id = Pd/Ud = 800/80 = 10 А.

2.Определим допустимый ток через диод в трёхфазной схеме выпрямителя

Iдоп. = 1/3 Id = 3/10 = 0,3 А.

3. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период для трёхфазной схемы выпрямителя

Ub = 2,1· Ud =2,1·80 = 168 В.

4. Выбираем диод для данной схемы из условий:

по току - Iдиода > Iдоп >0,3А.

напряжению - Uобр.> Ub > 168В.

Выбираем диод Д205, у которого Iдоп.= 0,4А., что > 0,3 А.; Uобр.= 400 В., что > 168В.

Подходит также диод Д221 , у которого Iдоп.= 0,4 А.; Uобр.= 400В.

Если предлагаемые в условии задачи диоды не подходят, то диод необходимо выбрать из таблицы 62.

Схема трёхфазного выпрямителя ( диоды VD1; VD2; VD3 - Д205 или Д221)

Задача 6

Мостовой выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Pd = 50 (Вт) при напряжении Ud = 100 (В). Следует выбрать один из трёх типов полупроводниковых диодов (Д7Г, Д209, Д304), параметры которых приведены в таблице 62 для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя.

РЕШЕНИЕ:

1. Определяем ток потреби теля

Id = Pd/Ud = 50/100 = 0,5 А.

2. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период для мостовой схемы

Ub = 1,57· Ud =1,57·100 = 157 В.

3. Выбираем диод для данной схемы из условий:

по току - Iдоп. > 0,5 Id > 0,5·0,5 >0,25 А.

напряжению - Uобр.> Ub >157 В.

Подходит диод Д7Г, у которого Iдоп.= 0,3 А., что > 0,25 А.; Uобр.=200 В., что >157 В.

Если предлагаемые в условии задачи диоды не подходят, то диод необходимо выбрать из таблицы 62.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Схема мостового выпрямителя VD1; VD2; VD3; VD4 (Д7Г)

Задача 7

Составить схему двухполупериодного выпрямителя, выбрав стандартные диоды - Д244, параметры которых приведены в таблице 62. Определить допустимую мощность потребителя, если значение выпрямленного напряжения Ud = 20 (В).

РЕШЕНИЕ:

Определяем мощность потребителя

Pd= Id •Ud= 2 • 20 = 40 Вт.

Определим ток потребителя

Id = Pd/Ud = 40/20 = 2 А.

3. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период для схемы двухполупериодного выпрямителя

Ub = 3,14· Ud = 3,14· 20 = 62,8 В.

4. Выбираем диод для данной схемы из условий:

по току - Iдоп. > Id = 0,5·2 А. = 1 А.

по напряжению - Uобр.> Ub = 62,8В.

По таблице 62 подходит диод Д2214Б, у которого Iдоп.= 2 А., что > Id = 1 А. и Uобр.= 100 В., что > Ub = 62,8В.

Схема двухполупериодного выпрямителя - VD1, VD2 (Д2214Б)

Задача 8

Двухполупериодный выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Pd =150 (Вт) при напряжении Ud = 50 (В). Следует выбрать один из трёх типов полупроводниковых диодов (Д242А, Д222, Д215Б), параметры которых приведены в таблице 62 для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя.

РЕШЕНИЕ:

1. Определяем ток потребителя

Id = Pd/Ud = 150/50 = 3 А.

2. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период для схемы двухполупериодного выпрямителя

Ub = 3,14· Ud = 3,14· 50 = 157 В.

3. Выбираем диод для данной схемы из условий:

по току - Iдоп. > Id = 0,5·3 А. = 1,5 А.

по напряжению - Uобр.> Ub = 157 В.

По таблице 62 подходит диод Д243Б, у которого Iдоп.= 2 А., что > Id = 1,5 А. и Uобр.= 200 В., что > Ub = 157В.

Схема двухполупериодного выпрямителя - VD1, VD2 (Д243Б)

Задача 9

Составить схему однополупериодного выпрямителя, выбрав стандартные диоды, параметры которых приведены в таблице 62. Мощность потребителя Pd = 200 (Вт) с напряжением питания Ud = 200 (В). Пояснить порядок составления схемы для диодов с приведенными параметрами.

РЕШЕНИЕ:

1. Определяем ток потребителя

Id = Pd/Ud = 200/200 = 1 А.

2. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период для мостовой схемы

Ub = 1,57· Ud =1,57·200 = 314 В.

3. Выбираем диод для данной схемы из условий:

по току - Iдоп. > 0,5 Id > 0,5·1 >0,5 А.

напряжению - Uобр.> Ub >314 В.

Подходит диод КД202Н, у которого Iдоп.= 1 А., что > 0,5 А.; Uобр.=500 В., что >314 В.

Если предлагаемые в условии задачи диоды не подходят, то диод необходимо выбрать из таблицы 62.

Схема однополупериодного выпрямителя - VD1 (КД202Н)

Задача 10

Составить схему мостового выпрямителя, выбрав стандартные диоды - Д242Б, параметры которых приведены в таблице 62. Определить допустимую мощность потребителя, если значение выпрямленного напряжения Ud = 50 (В).

РЕШЕНИЕ:

1. Определяем ток потребителя

Id = Pd/Ud = 100/50 = 2 А.

Pd = 100 Вт.

2. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период для мостовой схемы

Ub = 1,57· Ud =1,57·50= 78,5 В.

3. Выбираем диод для данной схемы из условий:

по току - Iдоп. > 0,5 Id > 0,5·2 > 1 А.

напряжению - Uобр.> Ub>78,5 В.

По таблице 62 подходит диод Д2214Б, у которого Iдоп.= 2 А., что >1 А. и Uобр.= 100В., что >78,5 В.

В схеме мостового выпрямителя диоды - VD1; VD2; VD3; VD4 выбраны Д224А

Схема мостового выпрямителя VD1; VD2; VD3; VD4 (Д2214Б)

Задача 11

Составить схему параметрического стабилизатора, выбрать кремниевый стабилитрон, рассчитать сопротивление гасящего резистора Rг и коэффициент стабилизации, если выходное напряжение стабилизатора Uст = 8 В и ток нагрузки Iн = 6 мА. Электрические параметры кремниевых стабилитронов приведены в таблице 8.



Схема параметрического стабилизатора

РЕШЕНИЕ:

1. По таблице 8 выбираем тип кремниевого стабилитрона по величине заданного выходного напряжения Uст. = 8В и току нагрузки Iн.= 6мА.

При выборе кремниевых стабилитронов предпочтение следует отдавать стабилитронам, имеющим меньшее дифференциальное сопротивление r_ДИФ, так как при этом увеличивается коэффициент стабилизации. Например, при заданных значениях Uст = = 8В и Iн = 6мА подходят два стабилитрона: Д808 и Д809, у которых напряжения стабилизации соответственно равны 7 - 8,5 В и 8 - 9,5 В, а токи стабилизации соответственно 3 - 33мА и 3 - 29мА (см. табл.8).

Однако дифференциальное сопротивление стабилитрона Д808 меньше (r_ДИФ, = 6 Ом), чем стабилитрона Д809 (r_ДИФ, = 10 Ом), поэтому в данном случае целесообразно взять стабилитрон Д809.

Иногда для заданного примера по (U ст. min - Umax) и по (Iст. min - Iст.max) подходит только один стабилитрон, то в этом случае берут его дифференциальное сопротивление r_ДИФ. которое поэтому не сравнивается с другими r_ДИФ.

Таким образом, для выбранного стабилитрона Д809 (см. табл. 8)

U ст. min - Umax = 8 - 9,5 В;

Iст. min - Iст.max = 3 - 29 мА;

дифференциальное сопротивление r_ДИФ, = 10 Ом.

2. Рассчитаем гасящее сопротивление гасящего сопротивления Rг

Rг = Uг/Iвх · 10 ^-3,

где Uг - падение напряжения на гасящем резисторе, В. Для расчётов принимают

Uг ? 3·Uст ? 3·8= 24В. Uст - выходное напряжение (задано в условии задачи Uст = 8В)

Iвх - входной ток стабилизатора, который определяется из соотношения, мА

Iвх = Iст + Iн,

где Iст - среднее значение тока стабилитрона, мА. Для расчетов берут Iст ? 2Iн =

=2·6 = 12 мА. Iн - ток нагрузки (задан в условии задачи Iн =6 мА).

Отсюда Iвх = Iст + Iн = 12 + 6 = 18мА.

Тогда

Rг = Uг/Iвх · 10 ^-3 = 24/18·10 ^-3 = 1300Ом.

3. Рассчитаем коэффициент стабилизации

Кст = Rг/r_ДИФ · Uст/Uвх = 1300/10 · 8/36 = 28,

где Uвх = Uст + Uг = 8+ 24 = 32 В.

Задача 12

Составить схему параметрического стабилизатора, выбрать кремниевый стабилитрон, рассчитать сопротивление гасящего резистора Rг и коэффициент стабилизации, если выходное напряжение стабилизатора Uст = 14 В и ток нагрузки Iн = 10 мА. Электрические параметры кремниевых стабилитронов приведены в таблице 8.

Схема параметрического стабилизатора

РЕШЕНИЕ:

1. По таблице 8 выбираем тип кремниевого стабилитрона по величине заданного выходного напряжения Uст. = 14В и току нагрузки Iн.= 10мА.

При выборе кремниевых стабилитронов предпочтение следует отдавать стабилитронам, имеющим меньшее дифференциальное сопротивление r_ДИФ, так как при этом увеличивается коэффициент стабилизации. Например, при заданных значениях Uст = = 14В и Iн = 10мА подходят два стабилитрона: Д813 и Д814Д, у которых напряжения стабилизации соответственно равны 11,5 - 14 В, а токи стабилизации соответственно 3 - 22мА и 3 - 24мА (см. табл.8). Дифференциальное сопротивление стабилитрона Д813 (r_ДИФ, = 18 Ом), Д810 (r_ДИФ, = 18 Ом), данном случае целесообразно взять стабилитрон Д813.

Иногда для заданного примера по (U ст. min - Umax) и по (Iст. min - Iст.max) подходит только один стабилитрон, то в этом случае берут его дифференциальное сопротивление r_ДИФ. которое поэтому не сравнивается с другими r_ДИФ.

Таким образом, для выбранного стабилитрона Д813 (см. табл. 8)

U ст. min - Umax = 11,5 - 14 В;

Iст. min - Iст.max = 3 - 24 мА;

дифференциальное сопротивление r_ДИФ, = 18 Ом.

2. Рассчитаем гасящее сопротивление гасящего сопротивления Rг

Rг = Uг/Iвх · 10 ^-3,

где Uг - падение напряжения на гасящем резисторе, В. Для расчётов принимают

Uг ? 3·Uст ? 3·14= 42В. Uст - выходное напряжение (задано в условии задачи Uст = 14В)

Iвх - входной ток стабилизатора, который определяется из соотношения, мА

Iвх = Iст + Iн,

где Iст - среднее значение тока стабилитрона, мА. Для расчетов берут Iст ? 2Iн =

=2·10 = 20 мА. Iн - ток нагрузки (задан в условии задачи Iн =10 мА).

Отсюда

Iвх = Iст + Iн = 10 + 10 = 20мА.

Rг = Uг/Iвх · 10 ^-3 = 42/20·10 ^-3 = 2100Ом.

3. Рассчитаем коэффициент стабилизации

Кст = Rг/r_ДИФ · Uст/Uвх = 2100/18 · 14/42 = 39,

где Uвх = Uст + Uг = 14 + 42 = 56 В.

Задание 13

Сглаживающий LC фильтр включен после трехфазного однополупериодного выпрямителя (схема Миткевича). Определить коэффициент сглаживания q и рассчитать параметры элементов сглаживающего фильтра L и C если заданы: коэффициент пульсации на выходе фильтра Кп2 = 0,02, выпрямленное напряжение Uо =120 В и выпрямленный ток Iо =15 А. Частота сети f = 50 Гц, число импульсов выпрямленного тока за период- m = 3.

Схема трёхфазного мостового выпрямителя (схема Ларионова) с LC фильтром

РЕШЕНИЕ:

Определяем коэффициент пульсаций основной (первой) гармоники

К_П1 = 2/m² - 1 = 2/36 - 1 ? 0,057

Коэффициент сглаживания фильтра определяется

q = К_П1/ К_П2 = 0,057/0,02 = 2,85

3. Рассчитаем минимальную величину индуктивности дросселя фильтра, Lдр. min Гн

Lдр. min == ? 0,00052 Гн.

4. Рассчитаем значение ёмкости фильтра, C мкФ

= = 6169 мФ.

Таблица 62- Технические данные полупроводниковых диодов

Тип диода	Iдоп., А	Uобр., В	Тип диода	Iдоп., А	Uобр., В
Д7Г Д205 Д207 Д209 Д210 Д211 Д214 Д214А Д2214Б Д215 Д215А Д215Б Д217 Д218 Д221 Д222 Д224 Д224А Д224Б Д226 Д226А	0,3 0,4 0,1 0,1 0,1 0,1 5 10 2 5 10 2 0,1 0,1 0.4 0,4 5 10 2 0,3 0,3	200 400 200 400 500 600 100 100 100 200 200 200 800 1000 400 600 50 50 50 400 300	Д231 Д231Б Д232 Д232Б Д233 Д233Б Д234Б Д242 Д242А Д242Б Д243 Д243А Д243Б Д244 Д244А Д244Б Д302 Д303 Д304 Д305 КД202А КД202Н	10 5 10 5 10 5 5 5 10 2 5 10 2 5 10 2 1 3 3 6 3 1	200 300 400 400 500 500 600 100 100 100 200 200 200 50 50 50 200 150 100 50 50 500

Таблица 8-Параметры кремниевых стабилитронов

Тип стабилитрона	Электрические параметры при Т0окр -250 С
	Напряжение стабилизации U ст. min; Umax, B	Ток стабилизации Iст. min; Iст.max, мА	Дифференциальное сопротивление rДИФ, Ом
1	2	3	4
Д808 Д809 Д810 Д811 Д813 Д814А Д814Б Д814В Д814Г Д814Д Д815А Д815Б Д815В Д815Г Д815Д Д815Е Д815Ж Д816А Д816Б Д816В Д816Г Д816Д Д817А Д817Б Д817В Д817Г 2С133А 2С139А 2С147А 2С156А 2С168А КС133А КС139А КС147А КС156А КС168А 2С133Б 2С139Б 2С147Б 2С156Б 2С168Б 2СМ133Б 2СМ139Б 2СМ147Б 2СМ156Б 2СМ168Б 2С551А	7 - 8,5 8 - 9,5 9 - 10,5 10 - 12 11,5 - 14 7 - 8,5 8 - 9,5 9 - 10,5 10 - 12 11,5 - 14 5 - 5,6 6,1 - 6,8 7,4 - 8,2 9 - 10 10,8 - 13 13 - 15 16 - 18 19,6 - 22 24 - 27 28 - 33 35 - 39 42 - 47 50,5 - 56 61 - 68 74 - 82 90 - 100 2,97 - 3 3,51 - 3,9 4,23 - 4,7 5,04 - 5,6 6,12 - 6,8 3 - 3,63 3,51 - 4,29 4,23 - 5,17 5,04 - 6,16 6.12 - 7,48 3 - 3,7 3,5 - 4,3 4,1 - 5,2 5 - 6,4 6 - 7,5 3 - 3,7 3.5 - 4,3 4,1 - 5,2 5 - 6,4 6 - 7,5 48 - 51	3 - 33 3 - 29 3 - 26 3 - 23 3 - 20 3 - 40 3 - 36 3 - 32 3 - 29 3 - 24 50 - 1400 50 - 1150 50 - 950 25 - 800 25 - 650 25 - 550 25 - 450 10 - 230 10 - 180 10 - 150 10 - 130 10 - 110 5 - 90 5 - 75 5 - 60 5 - 50 3 - 81 3 - 70 3 - 58 3 - 55 3 - 45 3 - 81 3 - 70 3 - 58 3 - 55 3 - 45 3 - 30 3 - 26 3 -2 1 3 - 18 3 - 15 3 - 30 3 - 26 3 - 21 3 - 18 3 - 15 1 - 14,6	6 10 12 15 18 6 10 12 15 18 0,6 0,8 1 1,8 2 2.5 3 120 150 150 150 15 35 40 45 50 65 60 56 46 28 65 60 56 46 28 65 60 56 45 15 65 60 56 45 15 200

Размещено на Allbest.ru

...