Расчёт усилителя постоянного тока и источника питания


	Загрузить архив:
	Файл: 014-0010.zip (68kb [zip], Скачиваний: 134) скачать

Министерство общего и профессионального образования РФ

Сибирский ГосударственныйИндустриальный Университет

Расчётно-пояснительная записка к курсовой работе по

промышленной электронике

Тема: Расчёт усилителя постоянного тока и источника питания

Вариант №7

Номер зачётной книжки: 94051

Выполнил студент г. ЗЭПА-95

Лавриненко Д.В.

1. Расчет усилителя постоянного тока

Усилитель постоянного тока (УПТ) служит для усиления медленно меняющихся сигналов, значение которых после изменения остается постоянным сколько угодно долго. Нижняя рабочая частота УПТ – определяется назначением усилителя и условиями его работы.

Возьмём в качестве усилительного каскада операционный усилитель который имеет большей коэффициент усиления и допускают изменение выходного сигнала почти в полном диапазоне питающего напряжения, а так же обладают высоким входным и сравнительно малым выходным сопротивлениями, отличается большей стабильностью и простотой использования.

Промышленность выпускает сотни типов операционных усилителей (ОУ), они имеют неинвертирующийи инвертирующий входы и неинвертирующийвыход. Принцип работы (ОУ) заключается в том, что выходной сигнал изменяется в положительном направлении, когда потенциал на неинвертирующемвходе становится более положительным, чем потенциал на инвертирующем входе, о наоборот. Это не означает, что на одном входе потенциал всегда должен быть более положительным, чем на другом, а просто указывает относительную фазу выходного сигнала.

Применение сильной ООС снижает усиление и обеспечивает его стабильность.

2. Усилитель постоянного тока

Дано:,.

С₁ ,С₂ – 0,047мкФ

R₁

R₃

DA1

U_вх

U_вых

С₁

+U_пит

С₂

-U_пит

,где

R₁ – входное сопротивление, влияющее на K_у схемы.

R₂ – компенсация токов смещения ОУ,

R₃ – параллельная, отрицательная обратная связь по напряжению.

C₁, C₂– ёмкости для сглаживания высокочастотных пульсаций питающего напряжения.

по условию, тогда предположим

R₂ =100KОмð R₁ = 10KОм, [1, стр.184]

[1,стр. 185.]

2.1.Возьмём ОУ К140УД8А, который имеет следующие характеристики [2]:

номинальное напряжение питания ………………… ±15В,

ток потребления ……………………………. не более 5мА,

коэффициент усиления ……………………………. 50 000,

выходное напряжение …………………….. не менее ±10В,

рабочая частота ……………………………………… 1МГц.

ток нагрузки …………………………………. не более 5мА,

Все параметры соответствуют условиям задачи.

3. Выпрямитель напряжения со стабилизатором

Дано:,.

Решение.

I₃

VT₁

ТР

R₁

C₁

C₀

U₁

U₂

U₀

VD₁-VD₄

VD₅

VT₂

R₂

C’₀

VD₆

C’₁

I₀

I_д

Берём схему компенсационного стабилизатора напряжения, у которого К_стаб = 20…50, что удовлетворяет условию и берём двуполупериодный выпрямитель на диодах.

Поскольку плечи стабилизатора идентичны, то рассчитываем одно плечо с использованием однотипных транзисторов разной структуры.

3.1.Стабилизатор напряжения на транзисторе

3.1.1. Ток нагрузки одного плеча стабилизатора равняется сумме токов: потребления ОУ и тока нагрузки на выходе ОУ;5 + 5 = 10мА.

3.1.2. Возьмём транзистор КТ315А (КТ361А), его параметры: h₂₁_Э = 20…90, I_к.max = 100мА, U_кэ = 25В, и стабилитрон КС515Г, его параметры: I_ст = 10мА,

U_ст = 15 ± 0,75В.

3.1.3.

3.1.4. ,

3.1.5. I_ст – ток стабилизации стабилитрона.

3.1.6. Ток, протекающий через R₁, R₂,, берём U₀ = 17В,

3.2. Выпрямитель

3.2.1. По полученным данным подбираем диоды выпрямительного моста (U₀ = 17В, I_д = 39 мА).

–средний ток, протекающий через диодывыпрямительного моста [3].

–обратное напряжение на диоде выпрямительного моста [3].

3.2.2.Выбираем диодную сборку КДС523Г [2], её параметры:

4.Расчет трансформатора выпрямителя.

4.1. Сопротивление трансформатора. Ом¹[3].

4.2. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора: [3]

4.3. Ток во вторичной обмотке трансформатора: [3]

4.4. Ток в первичной обмотке трансформатора:

[3].

4.5. Вычисляем габаритную мощность трансформатора:

[3].

и находим произведение площади сечения сердечника трансформатора Q_Cна площадь окна сердечника Q_О , которое в зависимости от марки провода обмоток равно:

Q_C × Q_О = 1,6P_Гдля провода марки ПЭЛ;

Q_C × Q_О = 2P_Г для провода марки ПЭШО;

Q_C × Q_О = 2,4P_Гдля провода марки ПШД.

Выбираем провод марки ПЭЛ, при этом:

Q_C × Q_О = 1,6P_Г = 1,6 × 2,53 = 4,05 см⁴.

¹В формулах напряжение в вольтах, ток в мА, сопротивление в Ом, ёмкость в мкФ.

4.6. Из таблицы [3, стр. 182, Т. №6] основных данных типовых Ш-образных пластин, по значению Q_C × Q_О выбираем для сердечника трансформатора пластины типа Ш-14 с Q_О= 1,47 см² ; ширина среднего стержня сердечника а = 1,4см; высота окна h = 2,1см и ширина окна b = 0,7см.

При этом получаем :

[3].