Твитнуть
Рис.1 На рис. 1 показана схема простого источника питания и приведена временная диаграмма ее выходного напряжения, которое в данном случае равно также напряжению на конденсаторе. Уровень пульсаций в процентах и коэффициент пульсаций fт можно определить по осциллограмме выходного напряжения следующим образом:
Кроме того, поскольку изменение выходного напряжения в интервале времени между моментами tA и tB зависит от постоянной времени, определяемой сопротивлением нагрузочного резистора Rz и емкостью конденсатора С, значение выходного напряжения в момент времени tB можно записать так:
Если разделить это равенство на Eо(пик.), то получим
или
что можно переписать далее в виде
Если обратить это равенство и найти натуральный логарифм от обеих частей последнего, то получим
Емкость конденсатора С может быть теперь вычислена по формуле
Можно также вычислить емкость конденсатора С по известным (или желаемым) значениям таких величин, как выходное напряжение Ео, ток нагрузки Iz и уровень пульсаций fт. По интервалу времени между точками A и С можно определить частоту пульсаций F:
Поскольку передний фронт напряжения пульсаций совпадает с обозначенной пунктирной линией синусоидой, угол O будет равен
Интервал времени между точками D и В равен
Уравнения 2 и 3 позволяют вычислять емкость конденсатора С по заданным значениям входящих в них величин
При однополупериодном выпрямителе емкость конденсатора С выражается следующей формулой
Приведенные формулы позволяют определять емкость дополнительных конденсаторов, например конденсаторов П-образных фильтров, используя только емкостные реактивные сопротивления, последовательные активные сопротивления и расчетные формулы такого же типа, как для делителя напряжения.
Типичная схема источника питания с параллельной стабилизацией выходного напряжения показана на рис. 2; в ней для стабилизации выходного напряжения используется стабилитрон.
РИС. 2. На графике показана осциллограмма напряжения на конденсаторе (Ес). Охранное напряжение, определяемое последовательным резистором Rs и стабилитроном, предотвращает падение напряжения на конденсаторе ниже уровня выходного напряжения схемы. Значение охранного напряжения можно принимать равным примерно Vz/0,8, где Vz-напряжение стабилизации стабилитрона. Максимальное значение напряжения на конденсаторе можно тогда записать равным
Выходное напряжение пульсаций будет равно
где rz - внутреннее сопротивление стабилитрона для переменного тока. Сопротивление последовательного резистора Rs может быть вычислено по формуле
где Iz(мин.)-минимальное значение тока через стабилитрон, при котором рабочая точка источника питания лежит выше точки перегиба характеристики стабилитрона; это значение тока можно принимать равным 0,2 Iz (ном.), где Iz(ном.)-номинальное значение рабочего тока стабилитрона. По минимальному значению 0,2Iz (ном.) и максимальному значению 0,8Iz (ном.) тока стабилитрона можно определить требования к рассеиваемой стабилитроном мощности Pz. Необходимо, чтобы
Формулы 1-8 позволяют быстро выполнять расчет относительно экономичного источника питания, причем расчет может быть быстро и легко проверен при помощи обычного осциллографа. Выбор всех выпрямительных диодов и силового трансформатора осуществляется обычным способом. Данный способ может быть применен при расчете более сложных источников питания.