151329 (Обґрунтування й вибір функціональної схеми пристрою), страница 2

Вибираємо пари комплементарних транзисторів КТ 853-КТ829, які мають параметри Uкем=45-100У, Iк=8А, Рк=60Вт,

Уточнюємо Uост=1,5У, тоді,

Отже, варто віддати перевагу каскаду.

По отриманій потужності розраховуємо площу радіатора по формулі

=123,045 кв

Де Кт коефіцієнт тепловіддачі, що залежить від матеріалу, конструкції й способу обробки тепловідводу.

Для чорненого ребристого алюмінієвого тепловідводу звичайно приймають Кт=0,8*10^-3Вт/З*кв. tп - температура переходу, звичайно неї приймають на 5...10 градусів нижче гранично припустимої

tc-температура середовища, максимальна температура за завданням

Rпп - Тепловий опір перехід-корпус

Rкк - Тепловий опір корпус - тепловідвід.

Вибираємо Iко=0,05Iк.макс=0,08А

Струм бази визначаємо в такий спосіб Iб.макс=Iк.макс/ =2мА

Напруга база- емитер максимальне визначає по вхідних характеристиках транзисторів.Uбе=1,7У

Номінальні значення резисторів базових ланцюгів вихідних транзисторів визначаємо по формулі:

=752 Ом,

де Uбе.откр=1У

Потужність, що розсіюється на резисторі

Р= =3,61мВт

Транзистори для каскаду підсилювача потужності повинні мати наступні параметри:

Uке.макс=32У, Iк.VT1.макс=Iб.VT3.макс=Iк.VT3.макс/ =2мА, Рк.макс=Uке.макс*Iк.макс=0,064Вт

Цим вимогам відповідає пари комплементарних транзисторів КТ 3102-КТ3107, що мають:Uке.макс=40У, Iк=100мА, Рк=150мВт,

Резистори R8 і R9 визначають коефіцієнт підсилення, тому

R9/(R8+R9)=1/Киок=1/2

R9=R8

Струм через резистори R9 і R8 повинен бути на порядок більше чим струм бази вихідного транзистора IR8,R9 >10Iб.ок

Uвих/(R8+R9)>10Iб.ок

Uвих/10Iб.ок>R8+R9

1кому>R8+R9

R8=R9=500 Ом

Ланцюг зсуву розраховуємо з умови спокою каскаду

Iко=0,08А

Iб.п.ок= Iко/ =100мА/750=130мкА,

(беремо струм спокою колектора приблизно рівним 100мА)

Струм бази спокою оконечного каскаду є струмом спокою колектора предоконечних транзисторів, тобто Iк.VT1.п.=Iб.VT3+IR7

IR7=Uб.е.п.ок/R7=1.1/820=1.3мА

(напруга база-емитер спокою оконечного каскаду знаходимо по вхідних характеристиках транзистора VT3)

Iк.VT1.п.=1,4мА

Iб.VT1.п= Iк.п.VT1/ =1.4*0.001/60=23мкА

По вхідній характеристиці транзистора VT1 визначаємо напруга база-емитер спокою, що рівне прямому спаданню напруги на діодах.

Uпр.=Uбе.п.=0,6У(при Iпр.>10Iб.п.VT1, Iпр.=0,23мА)

Підбираємо діод КД228, що має наступні характеристики:

Iпр.макс=7,5А

Uпр.макс=0,65У

Розрахуємо резистори R5 і R6

IR5=Iб.п.VT1+Iд.=0,25мА

UR5= Eк-Uб.е.п.VT1=22-0.6=21.4В

R5=21.4/0.25мА=85,6кОм

РR5=21.4*21.4/85600=0.00535Вт

Опір R1 визначає вхідний опір підсилювача потужності, і повинне становити порядку 10 кОм. Беремо R1=47 кОм, тому що цей опір рекомендований для більшості підсилювальних пристроїв.

R3=47кОм (для того щоб не було розбалансу)

РR1=Uвх 2/Rн=0,1914мВт

PR3=6.148мВт

Опір R2 визначає коефіцієнт передачі РОЗУМ у цілому,

ми задалися =1/Ки=0,15

R2/(R2+R3)=0.15

R2=8294Ом

Напруга на вході, що інвертує, дорівнює напрузі на що не інвертує й дорівнює 3У

Р=U^2/R=0.001Вт

Конденсатор З1 вибираємо з умови, що C1 і R1 високочастотний фільтр першого порядку, =R1*C1>1/2* *fн

З1=0,17мкФ

2=C2*R2>1/2* *fн

З2=6мкФ

4. Висновок і виводи по відповідності характеристик і параметрів пристрою вимогам технічного завдання

Розрахунок джерела живлення

Напруга на виході випрямляча Uвих.випрям=Uост+Uвих.макс. Вибираємо Uост=2У, тоді Uвих.випрям.=22+2=24У

Напруга пульсацій на конденсаторі фільтра береться в межах 10% від робочої напруги, і дорівнює

Тоді З= =2560мкФ

З урахуванням напруги пульсацій Uвих.випр=24+4=28У

Ми одержали напругу на виході випрямляча при найнижчій напрузі в мережі (-15%), тоді на рівні 220У ми будемо мати напругу

28/0,85=33У

а при максимальній напрузі мережі (при +10%)

33*1.1=36.3В

Робоча напруга ми вибрали правильно.

Сформуємо вимоги до трансформатора:

Вибираємо трансформатор ТПП259 з габаритною потужністю Р=31Вт

Вибираємо діоди для мостового випрямляча по наступних параметрах

Даним параметрам задовольняємо діод Д202 з параметрами

Проведемо розрахунок стабілізатора напруги

Як транзистор VT1 беремо потужний транзистор, що повинен мати параметри:

Вибираємо ті ж транзистори що й для підсилювача потужності, КТ853,КТ829.

Транзистори для диференціального каскаду стабілізатора повинні мати наступні параметри:

Беремо транзистори КТ3102,КТ3107, які мають наступні характеристики

Як елемент, що задає опорну напругу стабілізатора, вибираємо стабілітрон КС191Ж с напругою стабілізації

Розрахуємо значення резисторів, що входять у каскад.

Розрахуємо значення резисторів дільника напруги. Струм дільника на порядок вище чим струм бази транзистора VT3

Резистор R4 дозволяє підбудувати номінал напруги, тобто з 220кОм 10% піде на підстроювання, таким чином R4=22кОм

R5+R3=198кОм

R3/R5=1/2

R3=66кОм

R5=132кОм

Усі розрахунки виконані за умовами завдання.

Список літератури

1. Гудилін О.Є. Керівництво до курсового проектування по електронних пристроях автоматики. Методичні вказівки. – К., 2004

2. Гендин Г.С. Усе про резистори. – К., 2000

3. Перельман Б.Л. Напівпровідникові прилади. – К., 2006