151711 (Расчет вторичного источника питания)
Описание файла
Документ из архива "Расчет вторичного источника питания", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "контрольные работы и аттестации", в предмете "физика" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "151711"
Текст из документа "151711"
-
Данные для расчета
№ варианта | Iн, мА | Uн, В | ΔUн+, В | ΔUн-, В | εвых | Кст мин | № рисунка схемы |
36 | 270 | 11 | 0 | 0 | 103 | 60 | 3 |
ЗАДАНИЕ
Провести полный расчет вторичного источника питания, структурная схема которого изображена на рси.1, по следующим данным:
-
Первичная сеть 220 В, 50 Гц с возможными отклонениями напряжения +5% и -15%.
-
В соответствии с указанным вариантом взять из таблицы
-
ток нагрузки Iн;
-
напряжение на нагрузке Uн с пределами регулирования ΔUн+ и ΔUн- или без регулирования;
-
допустимый коэффициент пульсации εвых;
-
минимальный коэффициент стабилизации напряжения Кст мин;
-
вариант схемы выпрямителя по номеру рисунка.
Рис.1. Структурная схема вторичного источника питания
-
ВЫБОР И РАСЧЕТ СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ
Стабилизация среднего значения выходного напряжения вторичного источника питания производится c помощью стабилизатора напряжения. Выбор стабилизатора напряжения осуществляется исходя из следующих соображений. Если не нужно регулировать напряжение на нагрузке (не заданы ΔUн+ и ΔUн-) и ток в нагрузке не превышает 0,1А, то можно выбрать, как самый простой, параметрический стабилизатор напряжения, при условии, что он обеспечит заданный коэффициент стабилизации. В противном случае необходим компенсационный стабилизатор напряжения с обоснованием его выбора.
Так как ток нагрузки Iн больше 0,1А, необходим компенсационный стабилизатор напряжения.
РАСЧЕТ КСН
Рис.2 Схема стабилизатора.
-
Определим максимальный ток коллектора транзистора VT1
-
Определим значения выходного напряжения на нагрузке
минимальное:
максимальное:
-
Определим напряжение на входе КСН
минимальное:
где ориентировочно принимаем ;
номинальное
максимальное
-
Максимальное значение напряжение коллектор-эммитер и рассеиваемой мощности на транзисторе VT1 будут равны
-
В блоках питания применяются низкочастотные транзисторы. По найденным значениям по справочнику выбираем транзистор n-p-n структуры и выписываем его параметры:
VT1: П701
, В | , мА | , Вт | ,В | , мкА | |
40 | 500 | 10 | 20 | 7 | 0,1 |
-
Определяем максимальный ток базы транзистора VT1
-
Рассчитываем сопротивление резистора R2 и его мощность, где В
Выбираем тип резистора и его параметры.
R2 = 4,7х106 Ом, Pr2 = 0,01 Вт.
-
Определяем максимальное значение напряжения коллектор-эммитер, тока коллектора и мощность транзистора VT2
,
,
,
.
-
По найденным значениям по справочнику выбираем транзистор n-p-n структуры и выписываем его параметры:
VT2: П701А
, В | , мА | , Вт | ,В | , мкА | |
60 | 500 | 10 | 20 | 7 | 0,1 |
Величину напряжения берем .
-
Уточняем минимальное напряжение на РЭ
-
Определяем ток базы транзистора VT2
-
Принимаем ток коллектора транзистора VT3 равным
-
Определяем максимальное, минимальное и номинальное значения напряжения на коллектора VT3 относительно общего минуса
-
Рассчитываем сопротивление резистора R1 и его мощность
Выбираем резистор R1: , .
-
Вычисляем максимальный ток коллектора транзистора VT3
-
Напряжение стабилитрона VD1 выбираем в пределах 6…8 В, ноо при этом напряжение коллектор- эммитер транзистора VT3 должно быть не менее 3В, то есть
-
По найденному значению Uст и учитывая, что ток стабилизации VD1 не должен превышать максимально допустимый ток стабилитрона, то есть
Выбираем тип стабилитрона VD1 и выписываем его параметры
VD1: Д814А
, В | , мА | , мА | , Ом | ,В | , В |
8 | 40 | 3 | 6 | 7,5 | 8,5 |
-
Уточняем напряжение коллектор-эммитер транзистора VT3
-
Определяем мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора VT3
-
По найденным значениям по справочнику выбираем транзистор n-p-n структуры и выписываем его параметры:
VT3: КТ306Г
, В | , мА | , Вт | ,В | , мкА | |
10 | 30 | 0,15 | 110 | 0,3 | 3 |
-
Вычисляем сопротивление резистора R3 и его мощность
Выбираем резистор R3: , .
-
Проверяем максимальный ток стабилитрона VD1
-
Рассчитываем ток базы транзистора VT3
-
Находим сопротивления резисторов делителя и их мощность. Для этого принимаем ток делителя . Тогда полное сопротивление делителя , а сопротивления резисторов делителя и их мощности найдем по формулам, приняв В
Выбираем R4, R5, R6:
-
Определяем достигаемый коэффициент стабилизации
где - коэффициент передачи по напряжению делителя;
- коэффициент усиления по напряжению УПТ на VT3;
.
-
Входные параметры КСН
входной ток КСН
входное напряжение КСН
входное сопротивление КСН
-
Оценим коэффициент полезного действия КСН при нормальной нагрузке
Ориентировочный расчет стабилизатора напряжения закончен.
-
ВЫБОР И РАСЧЕТ СГЛАЖИВАЮЩЕГО ФИЛЬТРА
Исходные данные:
- коэффициент пульсации на выходе СФ
- коэффициент пульсации на входе СФ
- сопротивление нагрузки фильтра
- напряжение нагрузки СФ
– ток нагрузки СФ
Рис.3 Схема Г-образного LC-фильтра.
-
Определяем необходимый коэффициент сглаживающего фильтра
-
Находим величину емкости конденсатора С1 из условия согласования фильтра с нагрузкой . Принимаем
где
.
Выбираем конденсатор С1 с рабочим напряжением :
-
Определяем величину индуктивности дросселя L1 по формуле
-
Проверяем расчет
а) - условия согласования фильтра с нагрузкой;
б) - условие допустимых габаритов.
-
РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЯ
Рис.4. Схема выпрямителя.
-
Постоянная составляющая напряжения на выходе выпрямителя- входе фильтра
где .
-
Определяем среднее напряжение на входе выпрямителя – на вторичной обмотке трансформатора:
где
-
Определяем напряжение на вторичной обмотке трансформатора
-
амплитудное значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора
-
действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора
-
Определим токи во вторичной обмотке трансформатора
-
постоянная составляющая тока на выходе выпрямителя Iв равна входному току СН
-
среднее и действующее значения тока во вторичной обмотке
,
-
амплитудное значение тока
-
максимальное обратно напряжение на диодах и среднее значение тока через диоды
-
В соответствии со значениями выбираем по справочнику тип выпрямительных диодов и выписываем их параметры:
2Д122АС:
В | А | А | В |
400 | 0,3 | 1 |
-
РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА
-
Требуемый коэффициент трансформации равен
-
Определяем число витков первичной обмотки трансформатора исходя из намотки 6-8 витков на 1 В напряжения:
витков.
-
Определим число витков вторичной обмотки трансформатора
-
Находим действующее и максимальное значение тока в первичной цепи
Мощность тока в первичной цепи – мощность, потребляемую источником вторичного питания от сети переменного тока -
-
ВЫБОР ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ И ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ.
-
Определим расчетный ток срабатывания предохранителя
.
Выбираем предохранитель 0,1А.
-
Ток коммутации выключателя должен быть .
Выбираем выключатель по току коммутации 0,1 А.
-
Графики напряжений на вторичной обмотке трансформатора, на выходе выпрямителя, на выходе сглаживающего фильтра и на нагрузке
-
Схема электрическая принципиальная вторичного источника питания
СПЕЦИФИКАЦИЯ Таблица1
Список использованной литературы
-
Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник/ Под ред. Н.Н. Горюнова. -М.: Энегроиздат, 1983. – 744с.
-
Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник/ Под ред. Н.Н. Горюнова. -М.: Энегроиздат, 1982. – 904с.
-
Ханзел Г.Е. Справочник по расчету фильтров. США, 1969. Пер. с англ., под ред. А.Е. Знаменского. М., «Сов. радио», 1974, 288с.
-
Полупроводниковые приборы. Диоды выпрямительные, стабилитроны, тиристоры: Справочник / Под ред. А.В. Голомедова. – М.:Радио и связь, 1988. – 528с.