Отправлено: 07.03.13 19:52. Заголовок: Расчёт сетевого блока питания

Расчёт сетевого БП начинается с расчёта выпрямителя. Он считается по прграмме PSUD2.
Для примера рассчитаем выпрямитель для УНЧ Андрея Kaberne.

Напряжение на выходе 250 В, ток 230 мА. На выходе поставим аудиофильский конденсатор C2=1mF=1000 мкФ 350 (400) В. Вот скриншот:



Изменением ёмкости конденсатора С1 можно регулировать выходное напряжение в пределах +- 20%.
Смотрим возможность применения кена 5Ц3С. По среднему току проходит. По импульсному току (для 5Ц3С 750 мА) - тоже. По нагрузочной ёмкости. Он работает в серийной аппаратуре на 20 мкФ. Работает вечно. Применение возможно. (Я бы поставил диоды. Или 6Д20П 2 шт. Только меня никто не спрашивает.)

Продолжение следует...

 Отправлено: 08.03.13 02:22. Заголовок: Сергей Павлович, есл..

Сергей Павлович, если кликнуть правой кнопкой мыши по "Load", то "Resistive" можно сменить на "Constant current".
Отпадает надобность считать R1. :)

 Отправлено: 08.03.13 17:29. Заголовок: По совету коллеги Yu..

По совету коллеги Yurik_V, вместо R1 ввёл значение требуемого через нагрузку тока 230 мА, и подобрал такое напряжение на вторичке, чтобы напряжение на нагрузке V(C2) стало практически равным 250 В.



На график вывел кривую обратного напряжения на кенотороне V(D1), для интереса: получая на нагрузке 250 В, имеем обратное напряжение на кене более 800 вольт!

 Отправлено: 08.03.13 18:44. Заголовок: Юрий Петрович, спаси..

Итак, расчёт трансформатора начинаем с определения отдаваемой им мощности.
Накалы:
кен 5Ц3С 5 В, 3 А; Р3=15 Вт
2х6Э5П 6.3 В, 1.2 А; Р4=7.56 Вт
6С41С 6.3 В, 2.8 А; Р5=Р6=17.64 Вт.
Это всё просто. А как быть с анодом? Мы знаем, на выходе фильтра 250 В, 0.23 А.
А на входе выпрямителя? Средний ток, конечно, 0.23 А, а действующий? Именно он определяет мощность.
Есть два пути. Точный и упрощённый. Точный: в PSUD посмотреть и найти 337/2=118.5 мА со всей обмотки.
Второй. по Бальяну. Взять коэфф 0.7 и получить 0.7*230=161 мА (0.16 А).
Откуда разница? От упрощения. Чем больше ёмкость конденсатора после кена, тем больше разница между средним и действующим.
Хочу отметить, эта мощность потребляемая, а не габаритная. Часть анодной обмотки попеременно не работает никогда, а место занимает. Но это значения для нас не имеет, мы всё равно трансформатор с запасом берём.
Мощность по аноду Р2=0.7*292*0.23=94 Вт.
Всего на вторичках Р23456=152 Вт.
Выбираем сердечник. Мотать будем в домашних условиях, а поскольку мы не подвижники и ТОР нам мотать лень, выбираем ПЛР. Имеется популярный ПЛР21х45х85 от силовиков ТС-180/240.
Возьмём материал каркаса стеклотекстолит 1.5 мм. Окно под обмотки будет 10.3х81 мм.
Мотаем вначале первичку. Под неё длина витка 156 мм. Под вторички: 188 мм.
Эффективное сечение сердечника 850 мм2. Коэфф заполнения по меди окна каркаса выберем kzm=0.34. Почему такое, а не, скажем, 0.354?
Вот здесь вопрос компьютерных расчётов. Или метода итераций. Или последовательных приближений. Возьмём по-меньше, дыра в окне образуется. По-больше, обмотки в окне не поместятся. Расчёт занимает несколько листов и несколько десятков формул. Пересчитывать итерации на калькуляторе невозможно. Всяко ошибку сделаешь и расчёт насмарку. Я пользую Маткад. Ошибиться трудно, машина считает.
Все итерации сделаны, привожу окончательные результаты.
Перейдём к электричеким расчётам. Транс у нас 200 Вт. Мощный. Выберем кпд 0.94. Опять итерационно. А можно у Бальяна в таблицах посмотреть. Выделем на первичку половину окна. Сечения меди будет 141 мм2 на каждом каркасе.
Теперь витки. Выберем индукцию 1.2 Тл. Напряжение, приведённое к обмотке берётся меньше сетевого. Часть упадёт на актсопре первички. dP=0.97.
w1=dP*U1/(4.44*F*Bmr*Sc*10^6)=942 втк. Для сравнения, на ТС-180 мотано 750 втк. А это индукция 1.5 Тл. И работают эти трансформаторы и не гудят и перегрузку терпят. К расчётной индукции это.
Но у нас запас, а он определённые вольности позволяет. Сечение провода можно 0.3 мм2 разместить. Мы выберем из таблицы проводов 0.313 мм2. Диаметр по лаку 0.7 мм. Сопр. 1 м 0.056 Ом.
Всё, чисто электрический расчёт окончен. Начинается электроконструктивный.
Продолжение следует...

 Отправлено: 09.03.13 03:34. Заголовок: Давайте закончим с п..

Давайте закончим с первичкой.
Сначала некоторые мысли. Если бы у нас был двухобмоточный трансформатор, то вторичку рассчитать можно как первичку. А многообмотогный? Площади под каждую обмотку вычислять? Мы поступим проще. Определим плотность тока по первичке и такую-же возьмём для вторичек.
deI=P23456/(kpd*U!*sm1)=2.35 А/мм2.
Теперь выберем коэффы заполнения по слою и слоям. Я обычно беру kzs=kzss=0.9. Так справочник Найвельта рекомендует. Тогда для первички в слое помещается 104 втк и слоёв надо 9. Очень это плохо. На два не делится. Но деваться некуда. Будет у нас по полслоя на каркасе недомотка. Увеличить диам провода, вторичка не помещается. Уменьшить, недомотыш будет. Витков меньше намотать, индукцию повысим. Увеличить, кпд рухнет. Я остановился на полслое. Но вольному воля.
В результате намотаем по 468 витков провода 0.7 мм по лаку на каждой катушке. Актсопр первички будет 8.2 Ом.
Вот теперь с первичкой закончили.
Продолжение следует...

 Отправлено: 11.03.13 01:33. Заголовок: А дело то к завершен..

А дело то к завершению движется.
Все вторички рассчитываются по единой методе.
Анодная обмотка.
По плотности считаем сечение провода s2=0.7*I2/deI=0.069 мм2. Прога рекомендут провод из таблицы сечением 0.071. А мы возьмём побольше, диаметром по лаку 0.414 мм. Сопр. 1 метра 0.177 Ом.
Витки так считаем:
w2=w1*U2/((1-0.15*dU)*U1)=2507 втк. Мы считаем напряжение хх. Нам для ПСУДа хх напряжение нужно. А что за смешное 0.15. Так транс нагружен накалами. На треть мощности. dU же учитывает полное падение, в т.ч. на вторичках. Вот 0.5*0.3=0.15. Во как! Мышиная возня это, но так по теории положено. Можно смело на это наплевать, потому, что в схеме выпрямителя подстройка есть за счёт изменения ёмкости первого конденсатора.
В слой влезает 176 витков. Слоёв надо 14.246. А мы возьмём ровно 14. И витков будет 2464. Актсопр 82.1 Ом.
Накал кена. По плотности требуется 1.279 мм2. Берём ближайший больший. Диаметр по лаку 1.42 мм. Сопр 1 метра 0.013 Ом. Витки считаем под нагрузкой: w3=w1*(1+0.5*dU)*U3/(dP*U1). Про dP мы знаем, оно равно (1-0.5*dU). Витков надо 22.589, а мы берём 23. Ещё нам понадобится длина обмотки. l3=d3*w3/kzs=36.3 мм. Актсопр обмотки 0.056 Ом.
Накал 2*6Э5П. Пустимся на хитрость. Вот у нас провод первички 0.7 диаметром есть. Намотаем этим проводом, сложеным вдвое. Будет небольшой запасец. Надо мотануть 28.5 витков. Так на катухе длина 81 мм. Накал кена занимает 36.3 мм. Остаётся 44.7 мм. 29 витков не помещается. А помещается 28, занимают 43.6 мм. Актсопр 0.148 Ом.
Накалы 6С41С. Ещё хитрее поступим. Два накала в один слой намотать хотим. Тогда провод влезает диаметром по лаку 1.22 мм и витков 29. Акт сопр 0.097.
Вопрос. А зачем нам актсопры обмоток? А затем, чтобы проверить рассеиваемую мощность. Мы задались кпд 0.94. Желательно не превосходить 152*(1-0.94)=9.12 Вт.
Вот и займёмся всякими проверками в следующей части статьи.
Окончание следует...

ЗЫ. Утомил? Не то ещё будет.

 Отправлено: 11.03.13 17:53. Заголовок: Окончание расчёта тр..

Окончание расчёта трансформатора.
Проведём проверки и уточнения. Индукцию уточнять не обязательно. Витки первички ны практически не меняли. А вот анодную меняли. Будем определять все новые коэффы трансформаций. Скажем, ktr2=w1/w2=0.38. И так все остальные.
Теперь для ПСУДа нам неоходимо общее сопр, приведённое к вторичке. Считаем так:
r2_1=r2+r1/ktr2^2=139 Ом. Прошу заметить, это сопр всей обмотки, а ПСУД требует половину, т.е 70 Ом.
Ещё необходимо напряжение хх: U2=(1-0.15*dU)*U1/ktr2=574 В.
Теперь мощности определим. Для этого необходимы сопротивления вторичек, приведённые к первичке.
Скажем, для накала кена: R1_3=r3+U3*ktr3^2/I3=2760 Ом.
И так для всех обмоток. Для анодной: R1=U2*ktr2^2/(0.7*I2)=514 Ом.
Теперь получим суммарную нагрузку:
R1=r1+1/(1/R1_2+1/R1_3+1/R1_4+ 2/R1_5)=308 Ом.
Ток первички I=U1/R1=0.713 А. Потребляемая мощность P=U1*I=157 Вт.
Потери в первичке p1=U1^2/R1=4.2 Вт. Также считает каждые потери во вторичках р23456=4.4 Вт.
Потери в первичке будут чутка больше. По ней протекают индуктивный ток и ток от потерь в сердечнике. Они милливатты будут, даже заострять внимание на этом не хочу. Не хочу учитывать и сами потери в сердечнике. Они для стали 3408 никакие будут.
Итак, потери соответствуют принятых нами 9 Вт. Это говорит, что расчёты наши правильные.
Можно напряжения на накалах проверить. Они считаются единообразно, например: U5=(U1-r1*I)/ktr5-r5*I5=6.36 В. Теперь самое интересное. А в каркас обмотки влезут?
to=(5*d1+7*d2+d3)/kzss+4*tz1+6*tz2+5*tz12=10.3 мм. Комментировать эту ф-лу не буду, кто хоть раз трансы рассчитывал, у того вопросов не возникнет.
Мы здесь считали, что на одном каркасе накал кена и 6Э5П, на второй 6С41С. Всё в один слой.
А где экран? А нету. А если надо? Тогда накал кена мотаем проводом 1.22 мм. Экономия 0.2 мм. Но у нас имеется недомотышь в 0.5 мм до высоты щёчек каркаса. Есть ещё зазор между катушками 0.5 мм. И ещё, окно у живых сердечников больше указанных 25 мм. Оно даже больше 26 мм.
Посчитаем индуктивность первички. Длина магнитной линии, приведённая к вакууму, lcs=0.07 мм
L=1.26*10^-6*Sc*10^-6*w1^2/(lcs*10^-3)=14.3 Гн.
Ток трансформатора хх Ixx=U1/(6.28*F*L)=0.05 А.
Так по трансформатору всё!
Теперь уточним ПСУД и тогда вообще по БП всё.

Но вопросы, соображения прошу уже сейчас.
Полный текст программы и листинг можно получить у меня или Л. Пермяка в емайлах.

 Отправлено: 25.03.13 03:25. Заголовок: Сергей Павлович и вс..

Сергей Павлович и все принявшие участие спасибо за расчет. Прочитал и выписал все необходимое, транс ишу ТС 200, в инете есть. Буду двигаться дальше.

 Отправлено: 25.03.13 15:58. Заголовок: Нас интересует тольк..

Нас интересует только сердечник и арматура крепления. Можно и ТС-200К от талевизора Ладога-204. Только зачем? ТС-180/240 более распространены и найти их проще. Под них и расчёт сделан.
Проблемы с проводом будут. Плохо у нас с проводом. Но что делать?
Каркас необходимо делать самому или на лазерной резке заказать. Материал - нефольгированный стеклотекстолит 1.5 мм. Чертёж на Кореле я сделать помогу.
Под накал кена можно смело брать провод такой же, как и накалов 6С41С диам по лаку 1.22 мм.
Если про мышвозню забыть, то на одной катухе намотать накал кена и 2х6Э5П, на другой 2Х6С41С.
Ещё совет, как полслоя первички мотать. Надо нить 0.7 мм проложить между витками обмотки, тогда уложимся ровно в слой и ступеньки не будет.
Меня умиляет полное отсутствие вопросов. Неужели всё так понятно? Странно это как-то...

 Отправлено: 25.03.13 16:47. Заголовок: Сергей Павлович, мне..

Сергей Павлович, мне понятен расчет в обьеме имеющихся у меня знаний, однако есть нюансы, которые для Вас - как стакан чаю, но мне по ним даже вопрос сформулировать не удается, не хватает знаний и нет опыта. Тем не менее, теоретический расчет мне в общем понятен.
Техническая сторона не пугает совершенно, но посчитаю заполнение окна еще раз, чтобы не ошибиться. Я прочитал тему несколько раз с ручкой в руке, и читать придется не раз, пока не сделаю транс.
Транс ТС 180/240-не попался такой марки, есть именно тс-180, ТС-200 и т. д.
ТС 180 железо ПЛР 21*45
может я не так понял?

Вот такой есть
http://vprl.ru/index/transformatory_ts_180/0-77

 Отправлено: 26.03.13 02:50. Заголовок: Под записью ТС-180/2..

Под записью ТС-180/240 я понимал транс ТС-180 или ТС-240. Есть ещё ТС-200 на ПЛР21х45х85.
А ТС-200К мотан на железе ПЛР 25х40.
Железы ПРЛ21х45х85 и ПЛР25х40 живое имею, в курсе событий.
Ссылка Ваша правильная.

 Отправлено: 26.03.13 21:25. Заголовок: Как я понял железо у..

Как я понял железо у ТС-180 и ТС-200-2 одинаковое - ПЛР21х45х85.
Да, с эмальпроводом напряженка, катушки от 10кг любой диаметр, меньше - найти очень сложно.

 Отправлено: 02.04.13 00:41. Заголовок: Разобрал ТС 180, сер..

Разобрал ТС 180, сердечник прочный , не рассыпается, располовинил его легким ударом молотка. Фактический размер окна 26*86. Фотку не знаю как выложить. Чертеж каркаса катушки нужен,хотя и сам могу сделать-чертежи моя профессия, но можно взглянуть конструкцию где-нибудь.

 Отправлено: 02.04.13 04:44. Заголовок: Посмотрите это для о..

Посмотрите это для отправной точки -
http://modelmen.ru/p2973
И еще нашел у себя когда-то скачанный расчет -
http://www.mediafire.com/?izdzab9t5sn7w6u

 Отправлено: 03.04.13 03:08. Заголовок: Вопрос по эмальпрово..

Вопрос по эмальпроводу: кто знает как подобрать диаметр по лаку в стандарте AWG. Не могу найти . Например нужна замена провода ПЭВ 2, диаметр 0,7 по лаку, какой AWG ему соответствует?

 Отправлено: 03.04.13 16:42. Заголовок: ПЭВ-2 с внешним диам..

ПЭВ-2 с внешним диаметром 0,700 мм имеет диаметр по меди 0,630 мм (с. 435, Таблица 25.7, Электрические кабели, провода и шнуры: Справочник - М.: Энергоатомиздат, 1988).
А дальше, например
http://we6.ru/RA
и тому подобное.

 Отправлено: 03.04.13 18:40. Заголовок: AWG 21 диаметр 0,722..

AWG 21 диаметр 0,7229 указан по меди?Какой диаметр тогда по лаку? Вот чего не пойму

 Отправлено: 03.04.13 19:14. Заголовок: Прочитал про AWG: h..

Прочитал про AWG, и понял, что ОНИ ТАМ все со своими дюймами и футами маленько того-с.
А было всё так просто...

Сорри за офф.

Kaberne, "ты туда не ходи"(с), ты ПЭВ-2 покупай.

 Отправлено: 03.04.13 20:39. Заголовок: Как я понял, ПЭВ-2, ..

Как я понял, ПЭВ-2, ПЭТ155 и ПЭТВ - близнецы и братья.
Прошу только учесть, диаметр по лаку и диаметр по ГОСТу - разные вещи. По ГОСТу - это диаметр проволоки, т.е. меди. А то будет, как в прошлый раз.

 Отправлено: 04.04.13 21:02. Заголовок: "Туда" ходи..

"Туда" ходил в связи с отсутствием предложений у нас. Свое конечно ближе но нету. Будем искать

 Отправлено: 19.11.13 21:15. Заголовок: Спасибо за помощь,др..

Спасибо за помощь,друзья, каркасы сделал на сердечник ТС 180.2(не получается выложить фото, но получилось хорошо), провод есть, устройство для намотки на выходе, теория осмыслена, иду далее.