2.2 Определение функциональной схемы источника питания

Функциональная схема силовой части ИП с мостовой схемой выпрямления представлена на рис. 6.

Рис. 6. Функциональная схема силовой части ИП с мостовой схемой выпрямления с удвоением напряжения

2.3 Расчет балластного резистора

Балластный резистор включается последовательно в цепь газового разряда для обеспечения его стабильности. С увеличением сопротивления растет стабильность тока разряда, однако, КПД ИП при этом падает. Для модуляторного режима, учитывая что рассчитывалось для наименьшего значения тока разряда, достигаемого лишь при подключении модулятора на короткое врем, следует ограничиться меньшим значением коэффициента при:

(9)

Округляем значение сопротивления балластного резистора, выбираем ближайшее (в большую сторону) значение сопротивления по ряду номинальных значений сопротивлений Е24.

Балластный резистор должен быть рассчитан на требуемую мощность рассеяния, для чего используется закон Джоуля – Ленца

(10)

Выбираем резистор ТВО, удовлетворяющий предъявленным требованиям.

Характеристики резистора ТВО ([1], стр. 79)

Номинальное сопротивление 24-100 кОм

Номинальная мощность 20Вт

Предельное рабочее напряжение 1,4кВ

Размеры: H=25,5мм; В=19,5мм; L=112мм, d=1,3мм l=25мм.

Масса не более 155г.

Выбираем Номинальным сопротивлением 91кОм 9шт соединенных последовательно

Рис. 7. Резистор ТВО-20

Определим пульсации напряжения на балластном резисторе. Поскольку балластный резистор включен последовательно с излучателем, то допустимые пульсации тока излучателя проявятся в пульсациях напряжения на балластном резисторе. Минимальному значению тока излучателя, обусловленному пульсациями , соответствует наибольшее (в силу падающей ВАХ) значение напряжения пульсаций, а максимальному значению тока- наименьшее. Тогда минимальное падение напряжения на, обусловленное пульсациями будет:

а максимальное, соответственно:

Напряжение на балластном резисторе складывается с напряжением на излучателе. Поэтому допустимые пульсации напряжения на выходе схемы, состоящей из последовательно включенных и излучателя, задаются выражением:

2.4 Расчет сглаживающего фильтра

Сглаживающим фильтром ИП называется устройство, предназначенное для уменьшения переменной составляющей (пульсации) выпрямленного напряжения. Он подключается к выходу выпрямителя и должен обеспечивать заданный коэффициент пульсаций напряжения на излучателе. Емкостной фильтр – это простейший сглаживающий фильтр, состоящий из конденсатора, который включается параллельно нагрузке и выходным зажимом выпрямителя. Реально это может быть не один конденсатор, а несколько, включенных последовательно и (или) параллельно. Емкость конденсатора фильтра формально будет определяться равенством:

В мостовой схеме с удвоением напряжения фильтр, по самой сути её работы, должен состоять из двух последовательных включенных конденсаторов. Причем для симметрии моста емкости этих конденсаторов следует выбирать одинаковыми, то есть С_ф1=С_ф2=С. Получим С:

где f_n- частота изменения сетевого напряжения.

При последовательном соединение конденсаторов складываются обратные величины их емкостей. Поэтому:

По ряду Е24 С=0,1мкФ

Номинальное напряжение конденсатора фильтра находят из условия его превышения максимального напряжения на фильтре для мостовой схемы с удвоением напряжения, т.к конденсаторы включены последовательно имеем:

Этим требованиям удовлетворяет высоковольтный конденсатор К41-1. Характеристики конденсатора К41-1 ([2] стр. 234).

Номинальная емкость 0,01…2,0мкФ;

номинальное напряжение 16кВ;

Размеры: H=100мм; В=60мм; L=105мм

масса не более 300г;

Выбираем 2 конденсатора емкостью 0,051мкФ

Рис. 8. Конденсатор К41-1.