Расчет стабилизатора первого канала, выбор микросхемы

Введение

 

Неотъемлемым узлом любого радиотехнического устройства является источник электропитания. Электропитание радиоэлектронной аппаратуры и отдельных приборов осуществляется в основном от источников постоянного тока, которые, как правило, подключены к сетям переменного тока, электромеханическим генераторам или солнечным батареям. Часто для питания различных устройств одной и той же радиотехнической системы требуются источники постоянного тока с напряжениями нескольких номиналов. Например, для питания электронной схемы телевизора требуются несколько различных напряжений: порядка +5 В для питания цифровых микросхем; +12 В – для питания блока радиоканала; 100…150 В – для питания блока развёрток; 15…25 кВ – для питания кинескопа. В этом случае необходимо промежуточное преобразование энергии постоянного тока одного номинала в ряд напряжений переменного тока различных номиналов с последующим преобразованием их в напряжения постоянного тока.

В настоящее время схемотехника источников питания постоянно усложняется. Разработаны импульсные источники с выпрямителем на входе и преобразовательным трансформатором, работающим на ультразвуковой частоте.

Объектом исследования в курсовом проекте является однофазный стабилизированный источник питания, подключаемый к сети переменного тока 220В, содержащий трансформатор, выпрямитель на полупроводниковых диодах, сглаживающий емкостный фильтр, и стабилизатор выходного напряжения. Выполнение курсового проекта предусматривает решение студентом следующих задач:

– закрепление знаний о свойствах и параметрах полупроводниковых приборов - диодов, транзисторов, стабилитронов, интегральных микросхем;

– выяснение того, как отдельные простые схемы при определенном соединении образуют более сложное устройство, в котором каждая схема вносит свой вклад в реализацию функций всего устройства;

– приобретение навыков работы со справочной литературой.

Выбор схемы источника питания

 

Принципиальная схема для расчёта представлена на рис. 1. В дальнейшем в процессе расчета будут рассчитаны параметры каждого элемента, так же будет рассмотрен принцип работы всех элементов схемы.

Рис. 1. Принципиальная схема источника питания

 

Расчетная часть

 

Расчет стабилизатора первого канала, выбор микросхемы

 

В последние годы широкое распространение получили микросхемы - интегральные стабилизаторы напряжения. Источники питания на их основе отличаются малым числом дополнительных деталей, невысокой стоимостью и хорошими техническими характеристиками. Это микросхемы серий 142, К142 и КР142. В состав серий входят стабилизаторы с регулирующим элементом, включенным в плюсовой провод и с фиксированным выходным напряжением. Расчетная схема стабилизатора на микросхеме представлена на рис. 2.

Рис. 2 - Расчетная схема стабилизатора на микросхеме.

 

Исходными данными для расчета являются: напряжение на выходе стабилизатора, ток нагрузки, коэффициент пульсаций напряжения:

По заданному напряжению выбираем микросхему КР142ЕН5Б с соответствующими характеристиками:

 

 

Для выбранной микросхемы выбираем входное напряжение стабилизатора . Выбираем значение входного тока стабилизатора

(с запасом на возможную перегрузку). Собственный входной ток микросхемы можно не учитывать, так как он весьма мал (около 1 мА).

Рассчитываем коэффициент пульсаций на входе стабилизатора с учетом коэффициента сглаживания микросхемы:

;

.

Полученные значения , и будут использованы далее для расчета выпрямителя первого канала.

В данной схеме после стабилизатора параллельно выходу устанавливается конденсатор, который улучшает переходные процессы и удерживает полное выходное сопротивление на низком уровне, кроме того осуществляет сглаживание пульсаций. Так же для разряда конденсатора в случае отключения нагрузки устанавливается резистор.

Выбираем конденсатор К50–6 1мк × 100 В ОЖО 460.172 ТУ. Выбираем резистор МЛТ-0,125 100 кОм ОЖО 467.140 ТУ.