Расчет силовых цепей сетевого выпрямителя и фильтра

а) Потребляемая мощность устройства

- потребляемая мощность устройства

- выходная мощность устройства

- КПД устройства

Принимаем КПД всего устройства

Коэффициент пульсации выпрямителя получается выше требуемого для нормальной работы высокочастотного инвертора, который в зависимости от глубины регулирования выходного напряжения инвертора лежит в пределах от 0.1 до 0.4.

Поэтому на выходе выпрямителя требуется установка сглаживающего фильтра для получения требуемого коэффициента пульсации, который можно принять равным

При любом типе фильтра в номинальном режиме напряжение на выходе фильтра изменяется с частотой пульсации в пределах от до

Если пренебречь падением напряжения на открытых диодах и элементах фильтра, то можно считать, что (амплитудному значению напряжения питающей сети).

При минимально возможном входном напряжении уровень напряжения на выходе выпрямителя будет минимальным, а ток – максимальным, и ,наоборот, при максимально возможном напряжении, напряжение на выходе будет максимальным, а ток минимальным, что следует из условия постоянства мощности на выходе выпрямителя.

- номинальное среднее значение выпрямленного напряжения и тока.

При

При

Максимальный ток на выходе сетевого выпрямителя при минимальном заданном сетевом напряжении:

Выбор диодов производится по среднему и импульсному току, максимально допустимому обратному напряжению и максимальной рабочей частоте.

Предельные электрические режимы диодов характеризуют следующие параметры:

а) Максимальное обратное напряжение

б) Максимальный прямой ток, соответствующий

в)Максимальный прямой импульсный ток, соответствующий амплитудному значению

г) Максимальная рабочая частота диодов .

Для надежной работы диодов в выпрямителях требуется выполнение условий:

с превышением в 30%

Для мостовой схемы:

Для выпрямителя выбираем 4 диода типа Д231 с параметрами:

Д231 – диод кремниевый диффузионный, предназначен для преобразования переменного напряжения

Сглаживающий фильтр источника питания.

Сглаживающий фильтр источника питания характеризуется коэффициентом сглаживания, характеризующим подавление первой (низшей) гармоники выпрямленного напряжения.

С-фильтр

Выбираем С-фильтр. Напряжение на входе выпрямителя с фильтром изменяется в пределах от до

Выходное напряжение выпрямителя с фильтром зависит от тока нагрузки и сопротивления фильтра. При С-фильтре импульсный ток диода может в десятки раз превышать средний ток. Мы этим пренебрегаем, для чего вводим коэффициенты запаса по и току по диоду выпрямителя, равные 1.3.

Для С-фильтра емкость конденсатора:

, где

Выбираем К5029 – конденсатор алюминиевый оксидноэлектролитический .

Для предотвращения выхода из строя выпрямителя при аварийных ситуациях и перегрузках при включении выпрямителя с емкостным фильтром применяются специальные схемы плавного заряда конденсаторов фильтра:

Рис. 4.2. Схема ограничения тока заряда конденсатора

При исчезновении питания реле К1 отпускает, контакты К1.1 размыкаются, а при включении питания реле срабатывает с задержкой, определяемой схемой реле времени U1. Ток заряда конденсаторов фильтра ограничивается сопротивлением на уровне, допустимом для диода VD1.

Затем контакты К1.1 замыкаются и выпрямитель работает в обычном режиме. С помощью реле времени U1 и сопротивления Rогр ограничивается начальный бросок тока заряда конденсаторов фильтра