Расчёт полупроводникового выпрямител

     Задача № 13

     «РАСЧЕТ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ»

Для питания  электронного термометра от однофазной сети частотой f= 50 Гц используется однополупериодный выпрямитель, преобразующий переменное напряжение (АС) - в постоянное (DС). Он состоит (рис. 13, а) из понижающего трансформатора Т; полупроводникового диода VD; Г -образного сглаживающего RС-фильтра. Нагрузкой выпрямителя является активное сопротивление R_п

и

RС-фильтр                              обрыв С_ф           осциллограмма напряжении U_В

а)                               6)                                              в) 

Задание.

1. для любого промышленного адаптера к электронному устройству (калькулятор, радиоприемник, телефон, плеер, принтер и т.д.) нарисовать эскиз конструкции и кратко описать его работу;
2. построить для двух периодов (t = 0,04 c) графики напряжения на выходе выпрямителя без сглаживающего фильтра, первых четырех членов ряда Фурье разложения функции напряжения (как принято в таких случаях, ось абсцисс разметить в градусах (x = 180ωt/π));
3. построить график суммы первых четырех членов ряда Фурье;
4. вычислить коэффициент пульсаций напряжений на выходе сглаживающего фильтра при обрыве проводов конденсатора (неисправный фильтр);
5. вычислить коэффициент пульсаций напряжений на выходе сглаживающего фильтра при подключенном конденсаторе (исправный фильтр).

     Исходные данные: (9.0) С_Ф,мкФ=1, R_Ф,Ом=1000, R_П,кОм=90, Uвх max,В= 45.

     Решение.

Пункт 1. Конструкция промышленного адаптера типа ХМ-318.

Параметры адаптера:

     U_ВХ = ~220В; f=50...60Г;

     U_ВЫХ=  3... 12В; I _{ВЫХ  МАХ} = 0,5 А.

     Внутри  корпуса находится трансформатор, выпрямитель и

     фильтр.

 Снаружи  - вилка для включения в сеть 220 В, переключатель U_ВЫХ = -3-4,5-6-7,5-9-12 В, шнур с набором разъемов для подключения потребителей. 
 
 

     Пункт 2. Формула разложение в ряд Фурье.

       =45(5,31 + 0,5 *sin wt - 4 * соs2 wt – 1.5 * сos4 wt)

     = (30 +40 sin wt –13) • соs 2wt -5 соs 4wt)B_.

    В прямоугольной системе координат (y = u; x = 180ωt/π) строим графики (см. рис. п13.1.2) следующих функций: 

Рис. п13.1.2 – Графики напряжения U_Н и первых 4 членов ряда Фурье 
 

     Пункт 3. Построение графика суммы первых четырех членов ряда Фурье разложения функции напряжения U_Н выполняем графоаналитическим методом, для чего находим суммы ординат всех графиков разложения с шагом 0,001с. Полученные точки соединяем между собой с использованием лекала (рис. п13.2.1).

Рис. п13.2.1.   График суммы первых 4 членов ряда Фурье 
 

Пункт.4.

а –  схема при обрыве цепи конденсатора С_ф;

б –  схема с исправным фильтром

Рис. п13.3.1.   Выпрямитель с RC-фильтром

u = (30+40 sinωt) = (30+40 sin(2πft)) = (30+40 sin(314t)) В. 

p_вх = U_{вх (1) m} /U_{вх (0)} = 40/30 = 1,3.

p_вых = U_{вых (1) m} /U_{вых (0)} .

p_{вых. С=0} = U_{вых (1) m} /U_{вых (0)} = 3.3/2.47=1.3 

Пункт 5.

p_вых = U_{вых (1) m} /U_{вых (0)} = 8.52/2.47= 3.4