Расчет выпрямителя

[Vovk]

Вроде простая, программа по расчету однофазных, двухфазных, удвоителей и мостовых выпрямителей, 2002 г.
Написано по книге Р.М. Терещук, К.М. Терещук, С.А. Седов, Справочная книга радиолюбителя-конструктора: Справочник радиолюбителя (Киев, "Наукова думка", 1989 г, страницы 538-541. Есть в сети в виде djvu). Для уточнения расчетов, я смотрел, также, "Справочная книга радиолюбителя-конструктора", там графики чуть побольше размерами.
Методика, на основании которой написана программа, подразумевает частоту сети 50 Гц, но для других частот тоже должна работать (т.к. уточнялась по методике из книги "Справочная книга радиолюбителя-конструктора").
Программа на украинском языке, исходники потеряны оказывается, сохранились, перевода нет, но, там все просто (Дiод -> диод). Инструкции тоже нет, краткая инструкция - в этом посте.
Если попросят перевести на русский язык - можно, лишь бы нашлось время установить снова Delphi (и тряхнуть стариной).

Для начала работы, достаточно ввести всего два числа - выходное напряжение и ток. Все остальные, недостающие параметры (например, падение на диодах, сопротивление трансформатора) уже введены, или рассчитываются программой на ходу.
Программа обеспечивает достаточно высокую точность расчетов - до 2-5% (для выпрямителей 50 Гц, и зависит от точности введенных "недостающих параметров" - Upr, Rtr и т.п).

Обратите внимание, коэф. пульсаций задается не в процентах, а в относительных единицах (по умолчанию, задано максимально допустимое значение - 10% = 0,1 о.е.).
Также нужно иметь ввиду, что коэф. пульсаций в данном расчете подразумевает не размах напряжения пульсаций, а величину средневыпрямленного значения переменной составляющей, т.е. то напряжение, которое покажет вольтметр/миливольтметр переменного тока, подключенный параллельно выходу выпрямителя. Т.е. например, коеф. пульсаций 0,1 при выходном напряжени 20 Вольт будет означать, что переменная составляющая на выходе выпрямителя 2 Вольта (0,1*20), по вольтметру, а размах пульсаций - 2 * (2*1,73) = 6,92 Вольта (по осциллографу).

Вводите данные, программа сразу рассчитывает результат (галочка "RealTime" над кнопкой "Розрахувати"). Если эту галочку убрать, то нужно нажимать кнопку "Розрахувати".
Сопротивление силового трансформатора Rtr (Ом) рассчитывается (эмпирически), и показывается пользователю. Но, можно его ввести - если поставить галочку "Ввести" под полем Rtr.
С емкостью выпрямителя два варианта работы - она рассчитывается по коэф. пульсаций (режим по умолчанию), или можно вводить емкость ("Вид розрахунку"), и программа посчитает получающийся коэф. пульсаций.
Программа позволяет узнать необходимое напряжение вторичной обмотки силового трансформатора, но путем подбора выходного напряжения выпрямителя можно узнать какое будет выходное напряжение выпрямителя при заданных параметрах силового трансформатора.
Есть меню ("File", "Work"), но оно не доработанное, т.е. там почти ничего не работает.
Загадочное поле, справа внизу, без подписи - это значение коэффициента А (кто не знает, что это - на него можно просто не смотреть).
Если данные введены явно неправильные, или очень "нестандартные", типа выпрямитель 1 В 100 А, то программа выдаст предупреждение, о том, что корректно рассчитать такой выпрямитель не получится (это определяется, как раз по значению коэф. А - он должен быть меньше единицы, если я правильно помню).

Небольшая справка:
Uobr - обратное напряжение на диодах (это для выбора типа диодов).
Im - максимальный ток диода (это для выбора типа диодов).
Isr - средний ток диода (это для выбора типа диодов).
Upr - по умолчанию, 1 Вольт, но можно ввести любое число - падение напряжения на диоде (при токе Im, можно вводить, когда точно знаете тип диода).
Rpr - сопротивление диода, Ом (условная величина, равно Upr/Isr, на него можно не смотреть).
Rn - сопротивление нагрузки, Ом (равно Uном/Iном). По нему рассчитывается Rtr (если не ввести свое число Rtr).
Rtr - сопротивление силового трансформатора, Ом, можно вводить, если знаете. По умолчанию, оно рассчитывается по эмпирической формуле (по сопротивлению нагрузки). Если нужен более точный расчет, то лучше ввести точное число (нужно знать сопротивление обмоток трансформатора).
I2, U2xx - ток вторичной обмотки силового трансформатора и напряжение холостого хода этой же вторичной обмотки (это для выбора силового трансформатора).
Можно смотреть на число U2xx, подбирая Uном так, чтобы U2xx было из стандартного ряда напряжений вторичных обмоток (3-6-9-12-18-24-27 Вольт и т.д.)

Отзывы пользователей:

ОК - нифигассе, какая крутая программа!!!!!

(А раз Alex так сказал - значит так оно и есть ).

Сама программа:

[ИГВИН]

Я вас уверяю, у нас одинаковые источники информации.

Можно посмотреть у Титце - Шенка в Полупроводниковой схемотехнике.
Все формулы приведены, есть пример расчета в цифрах. Глава 16, Источники питания.
Посмотреть можно здесь http://reslib.com/book/Poluprovodnik...tce_U__/42#252
Но только с экрана.

[Vovk]

Посмотреть можно здесь

Спасибо, хорошая, удобная книга - с закладками.
Кто не читал - там есть пример расчета выпрямителя, но данные задаются чуть по другому и расчет отличается: мининимальная просадка выходного напряжения 9 В, 1 Ампер, 3 Вольта пульсаций (размах). Т.е. пульсации от 9 Вольт до 9+3=12 Вольт.
3 Вольта размах - это 3/(2*1,73) = 0,87 Вольт по вольтметру переменного тока. Емкость по их расчету = 1700 мкФ.
... 3В/9В = 33% пульсаций странновато, ведь это очень большие пульсации.
Сейчас сверю с расчетом из Терещуков... Для 10 В 1 А Кп=0,1 емкость 2400 мкФ, для Кп=0,15 будет 1600 мкФ.


Вспомним уравнение, приведенное Starichk-ом:

2. есть из электротехники простое равенство: dU * C = I * dT.

С = 1А*8,4мс/3В = 2,8 мФ = 2800 мкФ.
- Титце-с-Шенком тоже с забора написали свой расчет, ведь он не сходится с теорией электротехники по Starichk-у?

[Starichok]

теория - не моя.
теория электротехники разработана задолго до моего рождения.
но в ссылке, данной Игорем приведена формула U_BrSS = I_a * t_E / C_L, которая является точным соответствием приведенного мною соотношения.
а вот дальше начинаются там чудеса. откуда-то появляется корень 4-ой степени из отношения сопротивлений, который дает время разряда 5,19 мс.
при этом по точной формуле, о которой я говорил, время разряда получается 7,7 мс. и емкость нужна 1 А * 7,7 мс / 3 В = 2566 мкФ.
для полной ясности даю точную формулу: время разряда = (1 - arccos(Umin / Umax) / Pi) / (2 * F)
в данном случае Umin = 9 В. Umax = Umin + 3 = 12 Вольт.
ЗЫ. последний раз даю ответ на твое упрямое отстаивание твоих же заблуждений. мне твой троллинг уже надоел.

[Alex]

Таким образом, двойная амплитуда - это то самое dU, по которому считает емкость Starichok. А вольтметр переменного тока покажет число, которое меньше размаха в 2*1,73 раз.

Смотря какой вольтметр. Обычный покажет в 2 раза меньше, т.к. он средневыпрямленное меряет.
Почему "двойная"?! В данном случае амплитуда-размах.

Нужно просто держать в голове, что реальный размах больше в 2*1,73 раз, чем показанный вольтметром. Я к этому давно привык,

Не знаю к чему ты привык, но правильно амплитуду пульсаций измерять осциллографом.

---------- Добавлено в 13:29 ---------- Предыдущее сообщение в 13:28 ----------

- Титце-с-Шенком тоже с забора написали свой расчет, ведь он не сходится с теорией электротехники по Starichk-у?

Загони в микрокам и посомтри
Или в спец. программу Дункана для БП.

[Vovk]

но правильно амплитуду пульсаций измерять осциллографом.

Это само собой, я специально вчера поставил 10-й Мультисим дома в час ночи, чтобы привести схему с цифрами и осцилограммами.
Сейчас еще забахаю одну, для примера из Т-Ш (9-12 В, 3 В размах).

---------- Добавлено в 17:30 ---------- Предыдущее сообщение в 17:26 ----------

теория - не моя.
теория электротехники разработана задолго до моего рождения.

Так, представьте, себе с расчетом, по которому написана мояпрограма - то же самое. Этот расчет придуман, наверняка до моего рождения.
Осталось выяснить нестыковки с коэф. пульсаций, определение которого не совпадает с константами в расчете Терещуков.

для полной ясности даю точную формулу:

Для полной ясности скажите, как вы определяете коэф. пульсаций?

[Starichok]

ладно, еще раз отвечу, еще предприму попытку заставить (научить) тебя думать самостоятельно, и подходить критически к прочитанному в литературе.
вот тебе наглядный пример с корнем 4-ой степени из отношения сопротивлений.
я не стал верить написанному, а провел расчеты, и увидел, что эта формула для вычисления времени разряда с корнем 4-ой степени из отношения сопротивлений является полным бредом...
и бред заключается именно в том, что эта формула совершенно не учитывает напряжение пульсации на конденсаторе. поскольку совершенно очевидно, что время заряда и разряда конденсатора зависит от начального (максимального) и конечного (минимального) напряжений на конденсаторе.
далее, диод - нелинейный элемент. и он не может иметь сопротивления некоторой фиксированной величины, которая используется в этих формулах.

я смотрю, получаются разногласия у разных авторов с определением коэф. пульсаций.
получается, что определение, что назвать коэф. пульсаций - вещь чисто субъективная.
более того, скажу, что меня мало интересует, кто и как определяет это понятие.
есть теория, и есть одна формула на всех (соотношение, которое я приводил). и результат вычислений не должен зависеть от того, что называть коэф. пульсации.

в приведенной мной точной формуле для вычисления времени разряда присутствует отношение минимального и максимального напряжений на конденсаторе.
и если, допустим, это отношение равно 0,9, то 0,1 - это относительная величина пульсации напряжения (отношение размаха пульсации к максимальному напряжению).
именно это я и называю коэф. пульсации.

[Vovk]

и бред заключается именно в том, что эта формула совершенно не учитывает напряжение пульсации на конденсаторе. поскольку совершенно очевидно, что время заряда и разряда конденсатора зависит от начального (максимального) и конечного (минимального) напряжений на конденсаторе.

Формула из Т-Ш? Учитывает. Ну, вы блин даете. Хотите меня научить думать, а сами? Ведь в формуле есть и напряжение Ubrss (наше dU, размах пульсаций) и отношение сопротивлений нагрузки и источника.
Хотя точность этого расчета, мне кажется, оставляет желать лучшего. Емкости 1700 мкФ не хватит, чтобы обеспечить размах пульсаций 3 Вольта, при нижнем значении 9 Вольт и напряжении на выходе трансформатора 9,6 Вольт. Какое-то из чисел не получится.

---------- Добавлено в 19:26 ---------- Предыдущее сообщение в 19:22 ----------

более того, скажу, что меня мало интересует, кто и как определяет это понятие.
есть теория, и есть одна формула на всех (соотношение, которое я приводил). и ре

Вот с этого и нужно было начинать. Вы не захотели вникнуть в трактовку этого понятия в разных способах расчета, и кричите: "Все придурки". Всего навсего.
Я думал, вы дельное что скажете, а вы увидев расчет, который отличается от того, к которому вы привыкли - называете его бредовым. Расчет из Справочника Терещуков - бредовый, расчет из Титце-Шенка - бредовый. А на самом деле, они просто не такие, как у вас. (Не такие исходные данные, не такие принятые допущения, у кого-то - графический, а не чисто аналитический, способ вычисления, отсюда разная точность.) И всего-то.

---------- Добавлено в 19:33 ---------- Предыдущее сообщение в 19:30 ----------

и результат вычислений не должен зависеть от того, что называть коэф. пульсации.

Получается, у нас спор ни о чем.

[Starichok]

зря я потратил время и силы... ты так ничего и не понял.
интересно, где ты нашел напряжение в формуле для времени разряда? в упор не вижу там никакого напряжения.
я не против упрощенных формул, лишь бы они не врали в 2-3 раза.

кстати, формула: время разряда = (1 - arccos(Umin / Umax) / Pi) / (2 * F) получается легко, всего за несколько минут, с помощью ручки и листа бумаги.
и эта формула не настолько сложна и громоздка, чтобы требовать какого-то упрощения.

на этом с тобой прощаюсь.

[Vovk]

где ты нашел напряжение в формуле для времени разряда?

Я об этой формуле: