Розрахунок стабілізатора.
При побудові стабілізатора напруги на основі ІМС стабілізатора з фіксованим значенням вихідної напруги, необхідно вибрати відповідну ІМС і перевірити її на можливість застосування за напругою та на неперевищення допустимого значення розсіюваної потужності у заданих умовах. Умови завдання задовольняє ІМС типу К142ЕН9Б.
За напругою необхідно забезпечувати виконання умов:
Uвх.max < Uвх max доп,
де Uвх max доп- максимально допустима вхідна напруга ІМС;
Uвх min- Uвих > UIMC min.
Оскільки:
Uвх max = 40В < 45В = Uвх max доп,
28-24 = 4В > 2,5В = UIMC min,
то за напругою дана ІМС відповідає умовам завдання.
Перевіримо можливість застосування ІМС К142ЕН9Б за потужністю, якщо її струм навантаження становить:
Iн = PН / Uвих = 5/28 = 0,180 А,
а максимальне падіння напруги на ній за формулою дорівнює:
U = 40-28 = 12В.
Тоді PIMC = 12-0,18 =2,16 Вт. Оскільки РІМС =2,16 Вт < 5 Вт, то ІМС у даному разі потрібно використовувати з тепловідводом.
Електричну принципову схему отриманого стабілізатора з фіксованою вихідною напругою наведено на рис. 3.
Рисунок 3 - Стабілізатор напруги на ІМС К142ЕН9Б.
Схема електрична принципова
Розрахунок випрямляча.
Визначимо орієнтовні значення параметрів вентилів та габаритну потужність трансформатора.
Для цього необхідно задати значення допоміжних коефіцієнтів В, D і F. Для мостової схеми їх вибирають у інтервалах:
B = 0,95…1,1;D = 2,1…2,2; F = 6,8…7,2.
Нехай В = 0.95; D = 2,15; F = 7,0.
Тоді амплітуда зворотної напруги на вентилі становитиме:
UBT = l,5Ud=l,5*28 = 42B. Середнє та амплітудне значення струму через вентиль відповідно:
Ia = 
;
Iam = Id*0,5F.
Отже Ia = 
= 0,25 A;
Iam = 0,5*0,5*7 = 1,75 A.
Габаритну потужність трансформатора визначимо як:
STP = UdId*0,707 BD = 28*0,5*0,707*1*2,15 = 21,3 B A.
За визначеним значенням габаритної потужності з довідника вибираємо трансформатор ТА55 з умови STP > 21,3 В А:
ST = 40 ВА.
Вибираємо тип вентилів за довідником. При цьому необхідно забезпечити виконання умов:
Uзв max > Uвm;Ia max > Ia; Iam max = 
Ia > Iam.
У якості вентилів вибираємо кремнієві діоди типу КД205К, що мають такі параметри:
Uзв max = 100 В > 52,5 В;
Ia max = 0,7 A > 0,25 A;
Iam max = Iam = *0,7 = 2,2 A > 1,75 A;
Unp = 1 В.
Знаходимо опір діода у провідному стані:
Rnp = 
; rnp = 
= 1,4 Ом.
Діюче значення напруги вторинної обмотки трансформатора становить:
U2 = BUd; U2 = 1*30 = 30 В.
Діюче значення струму вторинної обмотки трансформатора:
I2 = 0,707DId = 0,707*2,15*0,5 = 0,76 A.
Повна потужність вторинної обмотки трансформатора:
S2 = 0,707BDIdUd = 0,707*1*2,15*0,5*30 = 22,7 BA.
Діюче значення струму первинної обмотки трансформатора:
I1 = I2n,
де n = U2/U1 – коефіцієнт трансформації трансформатора (U1 = Uм).
n = 
= 
= 0,14;
I1 = 0,76*0,14 = 0,11 A.
Повна потужність первинної обмотки трансформатора:
S1 = 0,707BDIdUd = U1I1 = 220*0,11 = 24,2 BA.
Уточнимо повну (габаритну) потужність трансформатора:
SТ = 
;
SТ = 
= 22 Вт < 40 Вт.
Уточнимо значення параметрів діода:
Uвm = 1,41 BUd;
Uвm = 1,41*1*30 = 42,4 В < 100 В;
Ia = Id/2 = 0,25 A < 0,7 A;
Iam = 0,5FId = 0,5*7*0,5 = 1,75 A < 2,2 A.
Отже, тип діода вибрано правильно. Знаходимо величину ємності конденсатора фільтра:
C = 
= 324,3 мкФ.
Із довідника вибираємо конденсатор типу К50-7 ємністю 500 мкФ і на
напругу U= 160 В > 
2 U2 = 1,41*30 = 42,4 В.
Знаходимо значення напруги холостого ходу випрямляча:
UdX.X. = U2m = U2 
= 1,41*30 = 42,4 В.
Знайдемо величину активного опору обмоток трансформатора:
де kr - коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення: для мостової схеми kr = 3,5; Вт - амплітуда магнітної індукції у магнітопроводі трансформатора, Тл; S - число стержнів трансформатора, на яких розміщено обмотки: для броньового трансформатора із Ш-подібними пластинами магнітопроводу S=1.
RT = 
= 3 Ом.
У загальному випадку:
r = rТ + nq rпр
де nq - кількість послідовно увімкнених і одночасно працюючих вентилів, для мостової схеми nq = 2; гnр - опір діода у провідному стані:
rnp = = 1,4 Ом.
г = 3 + 2*1,4 = 4,4 Ом;
Величина струму короткого замикання становить:
IdK.З. = 
= 9,6 A.
Величина внутрішнього опору випрямляча становить:
Ом.
Знайдемо величину к.к.д. випрямляча:
де РT - втрати потужності у трансформаторі з к.к.д. ήT= 0,92; Рв - втрати потужності у одночасно працюючих діодах: nq = 2.
Втрати потужності у трансформаторі:
РT = ST (1 - η T) = 21,3(1 - 0,92) = 1,7 ВА..
Втрати потужності у діодах:
PВ = IаUпрnq = 0,25·1·2 = 0,5 ВА.
Тоді
Електричну принципову схему розрахованого випрямляча наведено на рис 4.
Рисунок 4 - Однофазний мостовий випрямляч з ємнісним фільтром.
Схема електрична принципова
З Моделювання пристрою
Для моделювання роботи даного пристрою скористаємось програмним комплексом Electronics Workbench. Складемо електричну схему підсилювача і подамо на вхід, від генератора, сигнал з частотою 1кГц і амплітудою яка вказана в завданні. Щоб простежити за змінами сигналу на вході і на виході, приєднаємо на вхід і на вихід осцилограф. Покази осцилографа на вході і на виході зображено на рис. 4.1, 4.2.
Рис.4.1. Осцилограми вхідної і вихідної напруги 1 каскаду
Рисунок 4.2 - Осцилограма вхідного і вихідного сигналів З рисунка видно, що вихідний сигнал потужніший ніж вхідний. Отже, підсилювач працює добре.
Висновки
Дана курсова робота являє собою повний розрахунок підсилювача низької частоти.
У ході роботи виконаний повний електричний розрахунок підсилювача. У схемі кінцевого каскаду для завдання робочої напруги використаються дільник напруги, діод у прямому включенні, комплементарні транзистори, що дає можливість здійснити роботу схеми від одного джерела. Щоб забезпечити роботу каскадів посилення потужності використано попередні каскади посилення потужності. У цих каскадах враховано вплив вхідного опору наступного каскаду. Для зменшення нелінійних викривлень уведено негативний зворотний зв'язок.
Для полегшення розрахунку й проектування в якості вхідного каскаду використана мікросхема.
Спроектований підсилювач повністю задовольняє вимозі технічного завдання й конструктивно може бути виконаний на друкованій платі.
Список використаної літератури
1. Колонтаєвський Ю.П.., Сосков А.Г. Промислова електроніка та мікро схемотехніка: теорія і практикум: Навч. посіб./за ред. А.Г.Соскова. – К.:Каравела, 2004.- 432с
2. Бабич М.П., Жуков І.А. Комп’ютерна схемотехніка: Навчальний посібник.- К.:МК-Прес, 2004.-412с
3. Схемотехніка електронних систем. Цифрова схемотехніка. Підручник / В.І. Бойко, А.М. Гуржій, В.Я Жуйкою та ін.-К.:Вища школа, 2004.-423с.
4. Буняк А.М. Електроніка та мікро схемотехніка. Навчальний посібник.- Київ -Тернопіль: СМП ”Астон”,2001.- 382с.
5. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, комутационные устройства РЭА: Справочник./ Н.Н. Акимов, Е.П. Ващуков, В.А. Прохоренко, Ю.П. Ходоренок. – Мн.:Беларусь, 1994.- 591с.
6. Стахів П. Г., Коруд В. І., Гамола О. Є. Основи електроніки: функціональні елементи та їх застосування. Підручник для студентів неелектротехнічних спеціальностей вищих навчальних закладів. — Львів: «Новий Світ—2000»; «Магнолія плюс».—2003. —208 с.
7. Гусев В.Г. Гусев Ю.М. Электроника. – М,: Высшая школа, 1991.
8. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 2 т. – М.: Мир, 1984.
9. Скаржепа В.А., Луценко А.Н. Электроника и микросхемотехника. - В 2т. - К.: Выща школа, 1989.
10. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника.- М.: Мир, 1993.
11. Токхейм Р. Основы цифровой электроники.- Мир, 1989.
12. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. – Челябинск: Металлургия, 1989.
13. Янсен Й. Курс цифровой электроники: В 4-х т. М.:Мир,1987.
14. Скаржепа В.А., Луценко А.Н. Электроника и микросхемотехника. Электронные устройства информационной автоматики. Под общ. Ред. А.А Краснопрошиной.-К.:ВШ, 1989.- 432 с.
 
|
| Позначення | Назва | Кількість |
| Резистори | ||
| Rl | 8,5kOm | |
| R2 | l,3kOm | |
| R3,R5 | 1,2kOm | |
| R4 | 0,25kOm | |
| R6,R8,R12,R13 | 22kOm | |
| R7 | 680kOm | |
| R9 | 47kOm | |
| RIO | 27kOm | |
| Rll | lOKom | |
| Конденсатори | ||
| C1,C2 | 0,68мФ х 250В | |
| C3 | 100мФх6,ЗВ | |
| C4,C12 | 22мФ х 25В | |
| C5 | 0,47мФ | |
| C6,C7 | 10мФх25В | |
| C8,C9 | 0,1мФх50В | |
| C10,C11 | 1000мФх50В | |
| Мікросхема | ||
| DAI | TDA7294 | |
| Діод | ||
| VD1 | КД522 | |
| Транзистор | ||
| VT1 | КТ502В |
 
|
