Электрическая функциональная схема блока питания

ВВЕДЕНИЕ

Блок питания (БП) - устройство, предназначенное для формирования напряжения, необходимого системе, из напряжения электрической сети. Чаще всего блоки питания преобразуют переменное напряжение сети 220 В частотой 50 Гц (для России, в других странах используют иные уровни и частоты) в заданное постоянное напряжение.

Классическим блоком питания является трансформаторный БП. В общем случае он состоит из понижающего трансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Затем устанавливается выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное. В большинстве случаев выпрямитель состоит из одного диода (однополупериодный выпрямитель) или четырёх диодов, образующих диодный мост (двухполупериодный выпрямитель). Иногда используются и другие схемы, например, в выпрямителях с удвоением напряжения. После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий колебания. Обычно он представляет собой просто конденсатор большой ёмкости.

Основными элементами, на которых построен блок питания в данном курсовом проекте, являются:

трансформатор;

диодный мост;

интегральный стабилизатор напряжения;

усилительный каскад.

 

1. Техническое задание

 

Напряжение на выходе первого канала электронного блока питания (ЭБП):  В.

Напряжение на выходе второго канала ЭБП:  В.

Номинальный ток нагрузки первого канала ЭБП:  А.

Номинальный ток нагрузки второго канала ЭБП:  А.

Нестабильность входного напряжения первого канала ЭБП:

Нестабильность входного напряжения второго канала ЭБП:

Нестабильность выходного напряжения первого канала ЭБП:

Нестабильность выходного напряжения второго канала ЭБП:

Уровень пульсации на выходе первого канала ЭБП:  В.

Уровень пульсации на выходе второго канала ЭБП:  В.

Максимальная температура окружающей среды:  С.

Минимальная температура окружающей среды:  С.

 

Электрическая функциональная схема блока питания

 

Оценка КПД компенсационных стабилизаторов и габаритной мощности силового трансформатора

Габаритная мощность

 

Рассчитывается габаритная мощность силового трансформатора.

Задаемся КПД трансформатора порядка 85%:

 

;

,

Вт;

Вт;

,

Вт.

Расчет мощности, рассеиваемой регулирующими транзисторами

 

Рассчитывается максимальное входное напряжение подаваемое на вход стабилизатора:

 

В;

В.

 

Рассчитывается максимальное падение напряжения на регулирующих элементах:

 

В;

В.

 

Рассчитывается максимальная мощность рассеиваемая на регулирующих элементах:

 

Вт;

Вт.

 

Регулирующий элемент

 

Рассчитывается необходимый коэффициент передачи тока регулирующих транзисторов. Для этого задаемся базовым током транзистора  в диапазоне 50...150 мА. Тогда:

 

А;

А;

, ;

,

 

Так как < 100, то регулирующий элемент целесообразно выполнить по схеме эмиттерного повторителя.

Максимально - допустимый ток коллектора выбранных транзисторов должен превышать ток нагрузки в 1,5...2 раза. Предельно - допустимое напряжение на коллекторе также должно быть выше максимального входного напряжения регулирующего элемента как минимум в 1,5 раза.

: VT2:

КТ819Г КТ819АМ

N-P-N N-P-N

Ikmax=10 А Ikmax=10 А

β=12-225 β=15-225

Ukmax=90 В Ukmax=40 Вп=1.67 С/Вт Rп=1 C/Вт

 

Усилитель постоянного тока

 

Основные требования к УПТ - обеспечение заданного коэффициента усиления по напряжению, а также высокой температурной стабильности этого коэффициента и положения исходной рабочей точки.

Расчет резисторов R2,R3,R4.

Рассчитаем резистор R3.

 

,

,

 

Рассчитаем резистор R2.

Резистор R2 рассчитывается из следующего условия:

 

,

,

 

Рассчитаем резистор R4.

 

 

3.2.1 Расчет резисторов R5,R6,R7.

 

Ом,

Ом,

Ом.

транзистор интегральный стабилизатор охладитель

Найдем ток, протекающий через делитель первого и второго каналов:

 

,

А;

,

А.

 

Рассчитаем мощность, рассеиваемую каждым резистором делителя (для обоих каналов):

 

,

Вт;

,

Вт;

,

Вт;

,

Вт;

,

Вт;

,

Вт.

 

Выбор диодов в схеме.

Диодные мосты:

канал-VD1 Д214Б Uобр=100 В.

Iср.пр=5 А.

канал-VD2 Д214А Uобр=100 В.

Iср.пр=10 А.

Диоды над регулирующими транзисторами:

VD Д219С Uобр=70 В.

Iср.пр=50 мА.

Выводы и заключения

 

В результате выполнения курсового проекта было решено несколько задач:

во-первых, был выбран по требуемой мощности понижающий трансформатор. Он был выбран по методическим указаниям: выбран стержневой трансформатор ТПП305-127/220-50,с током первичной обмотки 0.790 А и током вторичной обмотки 1.53 А.

во-вторых, были выбраны диоды, на которых строятся диодные мосты. Для канала с положительным напряжением выбираем выпрямительный диод Д214А, а для канала с отрицательным напряжением - Д214Б.

в-третьих, были выбраны схемы интегральных стабилизаторов напряжения, которые обеспечивают необходимую стабилизацию входного напряжения. Для канала с положительным напряжением выбираем КРЕН1В, а для канала с отрицательным напряжением - КРЕН2В.

в-четвёртых, были выбраны силовые регулирующие элементы (силовые транзисторы) обеспечивающие рассчитанный коэффициент усиления. Для канала с положительным напряжением выбираем КТ819АМ, а для другого канала выбираем КТ819Г. Также был произведен расчёт и оптимизация конструкции охладителей силовых транзисторов.

Итогом этого курсового проекта можно считать рассчитанную и полученную схему двух канального блока питания управляющего устройства, вырабатывающего следующие напряжения:+6.3 В и -27 В.

 

 

Литература

1. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справочник -2-е изд., стереотип.- А.А. Зайцев, А.И. Миркин, В.В. Мокряков и др.: Под ред. А.В. Голомедова. - М.: Радио и связь, КУбК-а 1994. -640 с.: ил.

2. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры. - Справочник.-/ В.И. Галкин, А.Л. Булычев, П.М. Лямин.- Мн.: Беларусь, 1994.-347 с.

.   Резисторы: (справочник) / Ю.Н. Андреев, А.И. Антонян, Д.М. Иванов и др.; Под ред. И.И. Четверткова.- М.: Энергоиздат, 1981.-352 с., ил.

.   Электрические конденсаторы и конденсаторные установки: Справочник / В.П. Берзан, Б.Ю. Геликман, М.Н. Гураевский и др.; Под ред. Г.С. Кучинского.- М.:Энергоатомиздат, 1987.-656с.: ил.

ВВЕДЕНИЕ

Блок питания (БП) - устройство, предназначенное для формирования напряжения, необходимого системе, из напряжения электрической сети. Чаще всего блоки питания преобразуют переменное напряжение сети 220 В частотой 50 Гц (для России, в других странах используют иные уровни и частоты) в заданное постоянное напряжение.

Классическим блоком питания является трансформаторный БП. В общем случае он состоит из понижающего трансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Затем устанавливается выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное. В большинстве случаев выпрямитель состоит из одного диода (однополупериодный выпрямитель) или четырёх диодов, образующих диодный мост (двухполупериодный выпрямитель). Иногда используются и другие схемы, например, в выпрямителях с удвоением напряжения. После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий колебания. Обычно он представляет собой просто конденсатор большой ёмкости.

Основными элементами, на которых построен блок питания в данном курсовом проекте, являются:

трансформатор;

диодный мост;

интегральный стабилизатор напряжения;

усилительный каскад.

 

1. Техническое задание

 

Напряжение на выходе первого канала электронного блока питания (ЭБП):  В.

Напряжение на выходе второго канала ЭБП:  В.

Номинальный ток нагрузки первого канала ЭБП:  А.

Номинальный ток нагрузки второго канала ЭБП:  А.

Нестабильность входного напряжения первого канала ЭБП:

Нестабильность входного напряжения второго канала ЭБП:

Нестабильность выходного напряжения первого канала ЭБП:

Нестабильность выходного напряжения второго канала ЭБП:

Уровень пульсации на выходе первого канала ЭБП:  В.

Уровень пульсации на выходе второго канала ЭБП:  В.

Максимальная температура окружающей среды:  С.

Минимальная температура окружающей среды:  С.

 

Электрическая функциональная схема блока питания