Klasické zdroje pro elektronická zařízení

Ztráty v mědi:

Účinnost transformátoru:

Kontrola chlazení: Z tabulky plechů odečteme ochlazovací plochu pro plechy EI 25x40 P=203cm2. Vypočteme poměr . Pro dobré chlazení transformátoru musí být tento poměr ≥ 15 ÷ 22 cm2/W. Kdyby nebyla tato podmínka splněna, musel by se použít buď větší rozměr transformátoru, nebo dodatečné chlazení.

Usměrňovač

Principielní schéma jednocestného usměrňovače je na obr.1.

Proud protéká zátěží pouze po dobu, po kterou je anoda diody kladnější než katoda. Není-li k zátěži připojen filtrační kondenzátor, protéká proud zátěží pouze v první půlperiodě napětí. Rovněž napětí na zátěži má stejný průběh a střední hodnota napětí na zátěži je dána vztahem , kde UM je amplituda vstupního napětí usměrňovače. Připojíme-li paralelně k zátěži kondenzátor, změní se průběh napětí na zátěži podle velikosti kondenzátoru a podle velikosti zátěže (odebíraného proudu). Střední hodnota napětí na zátěži se mění a nachází se v rozsahu dvou mezních hodnot, mezi hodnotou , je-li hodnota kondenzátoru C → ∞ a , tj. cca 32 % , je-li C = 0. Dimenzování diody se provádí napěťově na hodnotu (je-li připojen filtrační kondenzátor) a proudově na hodnotu , kde jsou hodnoty zátěže.

Alterativní zapojení usměrňovače jako dvoucestného nebo Grätzova se navrhují nejsnáze pomocí grafů, kde lze odečíst potřebné napětí transformátoru a zvlnění.

Zapojení dvoucestného a můstkového usměrňovače

Výhody : jen dvě diody

Nevýhody : nutnost dvou vynutí na sekundáru

Výhody : jen jedno vynutí na sekundáru

Nevýhody : 4 diody

Návrh usměrňovače

K návrhu používáme s výhodou grafy, protože matematické vztahy, popisující činnost usměrňovače jsou nepohodlné a nepřehledné.

Příklad: Navrhnout usměrňovač, je-li dáno:

Výstupní napětí U = 30V, výstupní proud do zátěže Iz = 2A, f = 50 Hz,

Uzv = 3V .

Zatěžovací odpor usměrňovače je

Činitel zvlnění

Pro odhad kapacity použíjeme vzorec

volíme

Určíme odpor fáze.

Odpor fáze se skládá z odporu transformátoru (viz příklad návrhu transformátoru RTR, odporu usměrňovače RU a resp. ochraného odporu Ro, je-li tento použit. (Ro se volí (0,01 ÷ 0,1)Ω a chrání diody v okamžiku připnutí usměrňovače na napájecí napětí). Odpor usměrňovače volíme 1Ω pro diodu.

Předpokládáme-li dvojcestný usměrňovač, odpor transformátoru

RTR = 3Ω a ochranný odpor 0Ω, je odpor fáze .

Určíme poměr

Vypočítáme součin

Z grafu závislosti pro dvojcestný usměrňovač odečteme .

Z toho amplituda napětí na transformátoru je

Efektivní hodnota potřebného výstupního napětí transformátoru je

Z grafu závislosti pro dvoucestný usměrňovač odečteme , ⇒

Z grafu závislosti odečteme , odkud maximální proud v usměrňovači je Im = 4I = 8A.