|
| |
|
Слаботочка Книги НИЯ, числа и типа вентилей, схемы фильтра и его элементов, в определении параметров трансформатора и сглаживающего дросселя фильтра, в выборе схемы регулирования или схемы стабилизации, определении параметров этих схем, их эксплуатационных характеристик, выборе и разработке конструкции и определении веса, габаритных размеров и стоимости выпрямителя. Расчет выпрямительного устройства, как и любая инженерная задача, не имеет однозначного решения. Это значит, что всегда можно разработать несколько выпрямительных устройств с одинаковыми выходными данными, но значительно отличающихся друг от друга по весу, габаритным размерам, стоимости и другим параметрам. Последнее объясняется отсутствием достаточного числа условий, связывающих между собой параметры выпрямителя. Расчет выпрямительных устройств осложняется еще и тем, что большинство предъявляемых к ним требований имеют противоречивый характер. Так, например, высокий к. п. д. и надежность работы трудно обеспечить при минимальном весе; требование стабилизации напряжения приводит к ухудшению к. п. д. и т. д. Поэтому основная задача, решаемая при разработке выпрямительного устройства, заключается в техническом обосновании и выборе решения, наиболее полно соответствующего поставленным требованиям. Проектировзние выпрямительного устройства целесообразно вести в следующем порядке: 1. Выбор типа вентиля и схемы выпрямления. 2. Выбор схемы фильтра. 3. Предварительный расчет выпрямителя. 4. Расчет фильтра. 5. Расчет сглаживающего дросселя. 6. Окончательный расчет выпрямителя. 7. Расчет трансформатора. 8. Составление принципиальной схемы и спецификации. 9. Разработка конструкции выпрямителя. Если выпрямленное напряжение должно быть стабилизированным, то вначале выполняется расчет стабилизирующей части, а затем - расчет выпрямителя по пп. 1-7. 258 Во 2-5 разделах настоящей главы приводятся практические указания по выбору отдельных элементов выпрямительных устройств. 102. выбор вентилей и схемы выпрямления Приступая к разработке выпрямительного устройства, необходимо прежде всего выбрать тип вентиля. Выбор типа вентиля зависит от требуемых значений выпрямленного напряжения и тока, а также от условий, в которых он работает. Из всех рассмотренных ранее типов вентилей наиболее широкое применение для питания радиотехнических устройств малой и средней мощности нашли германиевые и кремниевые диоды, кенотроны и тиратроны. Германиевые и в особенности кремниевые диоды являются наиболее широко применяемыми типами полупроводниковых вентилей. Чаще всего они используются для получения выпрямленных напряжений до 400- 500 в при силах тока до нескольких десятков ампер. В настоящее время имеются промышленные типы германиевых и кремниевых диодов, позволяющие получить в том же диапазоне напряжений выпрямленные токи до нескольких сотен ампер. Основная область применения селеновых выпрямителей- это получение выпрямленных напряжений до 100 в при силах тока до нескольких десятков ампер. Однако в некоторых случаях селеновые вентили целесообразно применять и при более высоких напряжениях. Так, например, таблетные селеновые выпрямители применяют для получения выпрямленных напряжений до нескольких киловольт при силе тока порядка нескольких миллиампер. Ранее широко используемые кенотроны в настоящее время все более вытесняются полупроводниковыми вентилями. Их основной областью применения являются высокие выпрямленные напряжения до 30-40 кв при силах тока порядка нескольких миллиампер. Тиратроны преимущественно применяются в схемах регулируемых и нерегулируемых высоковольтных выпрямителей при выпрямленных напряжениях до 15~-20 кв и силах тока до нескольких десятков ампер. Газотроны, имеющие несколько большие габаритные раз- 7* 259 меры по сравнению с тиратронами, в настоящее время применяются редко. При выборе вентилей необходимо также учитывать их эксплуатационную надежность, срок службы, величину потерь, перегрузочную способность, возможность полного использования по обратному напряжению, необходимость питания накала и стоимость. По эксплуатационной надежности и сроку службы полупроводниковым вентилям следует безусловно отдать предпочтение по сравнению с ламповыми. По падению напряжения, а следовательно, и величине потерь тиратроны, газотроны, германиевые и кремниевые диоды имеют преимущество по сравнению с кенотронами и селеновыми вентилями. Селеновые вентили являются лучшими по перегрузочной способности: перегрузка по току электронных и ионных вентилей (в особенности газотронов и тиратронов) вообще недопустима; германиевые и кремниевые вентили допускают незначительные перегрузки. Соединяя последовательно полупроводниковые диоды, рассчитаиные на сравнительно небольшие значения обратного напряжения, можно получить вентиль с обратным напряжением, равным расчетному или близким к нему. Полупроводниковые вентили не требуют источника питания накала, что повышает коэффициент полезного действия выпрямителя и упрощает его схему. Полупроводниковые вентили значительно более надежны, чем все остальные типы вентилей; они имеют больший срок службы. При выборе вентилей следует также учитывать условия их работы: влажность воздуха, температуру окружающей среды и механические воздействия (вибрацию, тряску). Полупроводниковые вентили могут работать при высокой влажности окружающего воздуха и при значительных механических нагрузках. К числу недостатков полупроводниковых вентилей следует отнести значительную зависимость выпрямленного тока и допустимого обратного напряжения от температуры окружающей среды. Лучшими из них по этому параметру являются кремниевые вентили. После выбора вентиля переходим к выбору схемы выпрямления. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 [84] 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 |