Выбор конденсаторов

Выбор полупроводниковых диодов

Основными исходными параметрами, по которым производится выбор диодов, являются среднее значение анодного тока I_a и амплитудное значение обратного напряжения U_am. Определив расчетом эти величины, по справочнику выбирают тип вентиля, для которого выполняются условия

I_{a макс доп} ³ I_a ,

U_{a макс доп} ³ U_am,

где I_{a макс доп} – максимально допустимое среднее значение анодного тока вентиля данного типа;

U_{a макс доп} -максимально допустимое амплитудное значение обратного напряжения для вентиля данного типа.

В необходимых случаях следует учитывать влияние повышенной температуры окружающей среды, что обычно снижает допустимое обратное напряжение. Необходимые данные для учета влияния температуры приводятся в справочном листке на вентиль.

Большинство современных типов диодов изготавливается на основе германиевых и кремниевых кристаллов. При решении вопроса о выборе исходного материала следует иметь в виду, что кремниевые диоды могут работать при более высоких температурах, чем германиевые, и имеют значительно меньшую величину обратного тока.

Преимуществом германиевых вентилей следует считать меньшую величину прямого падения напряжения, что повышает к.п.д. выпрямителя, и несколько меньшую стоимость по сравнению с кремниевым.

При выборе мощных вентилей следует обращать внимание на условия их охлаждения. Способы охлаждения предусматриваются техническими условиями на вентили и весьма сильно влияют на допустимую величину анодного тока вентиля.

Пример. Для установки в выпрямительном блоке требуется выбрать полупроводниковый диод. Расчетом установлено, что при работе устройства максимальные электрические нагрузки на диод составят:

I_a = 4.8 А;

U_am = 375 В.

Пользуясь справочником [2] , для установки в схему выбираем диод типа КД203А со следующими основными параметрами:

I_{а макс доп} = 10 А;

U_{а макс доп} = 600 В.

Примечание. Выбранный диод имеет избыточный запас по допустимому прямому току I_а. Однако ближайший меньший номинал анодного тока составляет 5 А (диоды типа КД202). Такие диоды, хотя и способны работать в данной схеме, однако не обеспечивают достаточного запаса по току, поэтому их применение не может быть рекомендовано.

Пример. Для установки в схему усилителя мощности требуется подобрать транзистор рпр типа, способный работать в следующем режиме:

I _кm = 2.5 A;

U_{кэ m} = 30 В;

Р_к = 2.5 В.

Пользуясь справочником [2] , выбираем для установки транзистор типа ГТ703Д, имеющий следующие основные параметры:

I_{к макс доп} = 3.5 А;

U_{кэ макс доп} = 40 В;

Р_{к макс доп} = 15 В (с теплоотводом).

Выбор резистора

Для правильного выбора резистора необходимо знать величину его сопротивления R, рассеиваемую мощность Р_Р и дополнительные условия эксплуатации. Этими дополнительными условиями в основном определяется выбор типа резистора. Для изделий общепромышленного назначения наиболее часто применяются резисторы типов ВС и МЛТ.

После выбора типа резистора на шкале номинальных мощностей выбирается мощность резистора. Например, для названных типов резисторов шкала номинальных мощностей выглядит следующим образом:

Р_ном= 0.125 Вт; 0.25 Вт; 0.5 Вт; 1.0 Вт; 2.0 Вт; 5.0 Вт; 10.0 Вт, (последние два значения только для резисторов типа ВС).

При выборе мощности резистора должно выполняться условие:

Р_ном > Р_р.

Номинальное значение сопротивления резистора выбирается наиболее близким к расчетному по шкале номинальных величин постоянных сопротивлений с учетом допустимого разброса. Резисторы названных типов выпускаются со следующими значениями допустимых отклонений сопротивления от номинального значения: +5%; +10%; +20%. С целью снижения стоимости аппаратуры следует стремиться выбирать резисторы с наибольшим разбросом, допустимым по условиям работы схемы.

При выборе номинала следует убедиться, что необходимый номинал находится внутри пределов, предусмотренных для данного типа резистора. Например, резисторы типа ВС-0.25 имеют номинальные значения в пределах от 27 Ом до 5.1 мОм, резисторы типа ВС-2 – от 47 Ом до 10 мОм и т.д.

Пример. Для установки в цепи смещения транзисторного каскада требуется подобрать резистор, имеющий сопротивление 3510 Ом; расчетное значение тока, протекающего через резистор, равно 5.4 мА.

Выбираем тип резистора МЛТ. Определяем мощность, выделяемую в резисторе.

Р_р = I ² R = (5.4∙10^-3 ) ² ∙3510 = 0.092 Вт.

Выбираем номинальное значение мощности резистора.

Р_ном = 0.125 Вт.

Учитывая, что величина сопротивления данного резистора определяет режим работы транзистора и должна по возможности близко соответствовать расчетной, выбираем минимальную величину допуска DR = ±0.5 %.

По справочной таблице [4] убеждаемся, что необходимая нам величина сопротивления находится внутри диапазона сопротивлений, на которые изготавливается выбранный нами тип резистора.

По шкале номинальных значений выбираем ближайшую величину сопротивления

R_ном = 3.6 кОм.

Таким образом, нами выбран резистор МЛТ – 0.125 ± 5% 3.6 кОм.

Выбор конденсаторов

При выборе конденсаторов основными критериями являются расчетные значения емкости С и максимального напряжения U_m , а также род тока в цепи, где будет установлен конденсатор. Кроме этого учитываются и другие условия эксплуатации (частота переменного тока, температура окружающей среды и т.д.). В устройствах судовой автоматики наиболее часто применяются металлобумажные конденсаторы различных типов (МБГ, ОМБГ, МБГО, МБМ, МБГЧ и др.) и электролитические конденсаторы.

Металлобумажные конденсаторы используются для работы в целях постоянного, пульсирующего и переменного (только МБГЧ) напряжения, электролитические – только в цепях постоянного напряжения с невысоким уровнем пульсации. Преимущество электролитических конденсаторов – малые габариты по сравнению с металлобумажными, основной недостаток – нестабильность параметров и пониженный срок службы.

Типы конденсаторов различаются между собой номинальными рядами емкостей, номинальными рядами рабочих напряжений, вариантами конструктивных исполнений.

Выбор номинальных значений напряжения и емкости, а также конструктивного исполнения производят после определения типа конденсатора и только по таблицам, относящимся к конденсаторам данного типа.

Пример. Требуется подобрать конденсатор для установки в эмиттерной цепи усилителя. Расчетное значение емкости конденсатора 124 мкФ, напряжение на конденсаторе 4.8 В.