Расчет блока питания для рассмотренного каскада схемы

Исходные данные для расчета:

-напряжение на нагрузке выпрямителя U₀=10 В;

-ток нагрузки I₀= =7.75 мА;

-коэффициент пульсаций на выходе k_п=0.001;

-напряжение сети U_с =U₁ =220 В может изменяться в пределах ±10% (a=0.1);

- частота сети f_с=50 Гц.

1) Определим потребляемую нагрузкой мощность

(2.11.1)

2) Определим сопротивление нагрузки

(2.11.2)

3) Коэффициент пульсаций сравнительно низок, поэтому можно попытаться в качестве фильтра использовать только один конденсатор, взяв схему выпрямления с низким коэффициентом пульсаций. Выберем двухполупериодную с удвоением напряжения схему выпрямления с конденсатором, включенным параллельно нагрузке. Для выбранной схемы (Рисунок 2.11.1) m=2.

 

 

Рисунок 2.11.1

4) Определим максимальное выпрямленное напряжение

(2.11.3)

5) Выберем коэффициенты B и D: B≈1 D≈2.2

6) Определяется ориентировочно постоянная составляющая тока и амплитуда обратного напряжения вентиля:

(2.11.4)

(2.11.5)

7) Вентиль должен иметь допустимые значения U _обрm I _ср, превышающие вычисленные. По справочнику выберем полупроводниковый диод Д226Д, у которого максимальное обратное напряжение U_{обр m}=100 В, допустимый выпрямленный ток I_{пр ср max}=0.5 А и прямое падение напряжения U_пр=1 В. Параметры выбранного диода с запасом удовлетворяют требованиям.

8) Определим дифференциальное сопротивление вентиля.

(2.11.6)

9) Для ориентировочного определения сопротивления трансформатора r_тр и индуктивности рассеяния L_s необходимо знать тип трансформатора. Выберем броневой трансформатор, у которого обмотки расположены на одном центральном стержне, поэтому коэффициент S=1. Максимальная индукция в сердечнике трансформатора В_m=1.2 Тл. Коэффициенты емкостной и индуктивной реакций для двухполупериодной схемы выпрямления соответственно равны k_r=0.9, k_L=1.25

Вычислим сопротивление трансформатора:

Ом (2.11.7)

(2.2.8)

Сопротивление индуктивности рассеяния:

 

Ом (2.2.9)

Сопротивление фазы выпрямления:

Ом (2.2.10)

10. Основываясь на полученных данных, определяются расчетные параметры:

, (2.2.11)

,

 

11. По определенным величинам φ и А из графиков находятся коэффициенты для расчета трансформатора и вентиля: B ≈ 0.7; D ≈ 2.6; F ≈ 8.5; H ≈ 360.

 

12. Определяются параметры трансформатора и вентиля:

· действительное значение напряжения вторичной обмотки:

, (2.2.12)

 

· действительное значение тока вторичной обмотки трансформатора и вентиля:

(2.2.13)

· действительное значение тока первичной обмотки трансформатора:

(2.2.14)

· габаритная мощность вторичной, первичной обмоток трансформатора:

, , (2.2.15)

, Вт,

Вт;

· наибольшее обратное напряжение, приложенное к вентилю:

В, (2.2.16)

· среднее значение тока вентиля:

мА; (2.2.17)

· амплитуда тока через вентиль (максимальное значение тока):

мА, (2.2.18)

Предварительно выбранный диод Д226Д пригоден для работы в проектируемом выпрямителе, так как все его параметры выше требуемых.

13. Определяем емкость конденсатора исходя из коэффициента пульсаций на его выходе (k_п=0,001):

(2.2.19)

мкФ.

При выборе рабочего напряжения конденсатора обязательно нужно учитывать значение выпрямленного напряжения на холостом ходу. В режиме холостого хода выпрямителя конденсатор заряжается до амплитудного значения напряжения на вторичной обмотке, а оно с учетом возможного повышения напряжения питающей сети на 10% составляет:

(2.2.20)

В.

Выбирается конденсатор на ближайшее напряжение U_раб=10 В. По справочнику [6] выбирается конденсатор типа К50-6 на напряжение U_раб =10 В с емкостью 3300 мкФ. При такой емкости конденсатора выпрямителя коэффициент пульсации схемы:

(2.2.21)

. Получившийся коэффициент меньше предельно допустимого.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

В ходе выполнения первой части данной работы достигнуты следующие результаты:

· Найдены схемные функции (коэффициент передачи Кu(p),

· амплитудно-,фазо-частотная характеристика, переходная характеристика;

· Получено аналитическое выражение для выходного напряжения рассматриваемой схемы при подаче на ее вход заданного фронта;

· Представлена временная диаграмма работы схемы.

 

При выполнении второй части курсовой работы получены следующие результаты:

· Составлена принципиальная схема каскада усилителя переменных сигналов на полевом транзисторе КП350В с общим истоком;

· Найдены параметры схемы в рабочем диапазоне частот;

· Рассчитаны логарифмическая амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики (ЛАЧХ и ФЧХ) схемы, переходная характеристика;

· Представлена временная диаграмма работы схемы.

· Рассчитан простейший блок питания для рассмотренного каскада усиления.

 

 

Библиографический список

1. Ланских А. М. Схемы на диодах и транзисторах: лабораторный практикум.–Киров: Изд-во ВятГУ, 2005.-38с.

2. Сидоров И.Н. Трансформаторы бытовой радиоэлектронной аппаратуры: справ./ И.Н. Сидоров, С.В. Скорняков. – М.: Радио и связь, 1999. – 332с.: ил.- (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1233)

3. Бессонов, Л.А Теоретические основы электротехники: Электрические цепи: учебник для вузов / Л.А. Бессонов – 11-е издание., перераб. и доп. – М.: Гардарики, 2006. – 701 с.: ил.

4. Галкин В.И. и др. Полупроводниковые приборы: Транзисторы широкого применения: Справочник. - Мн.: Беларусь, 1995.- 383 с.: ил.

5. Ланских А. М. Расчет схем на диодах: Методические указания и задания по самостоятельной работе.–Киров: Изд-во ВятГУ, 2005.-44с.:ил.

6. Ланских А. М. Электротехника и электроника: методические указания по выполнению курсовой работы.-Киров: Изд-во ВятГУ, 2007.-32с.

7. Ланских А. М. Исследование полупроводниковых приборов: лабораторный практикум.–Киров: Изд-во ВятГУ, 2007.-52с.

8. Конденсаторы: Справочник / И.И.Четвертков, М.Н.Дьяконов, В.И.Присняков и др.: Под ред. И.И.Четверткова, М.Н.Дьяконова. – М.: Радио и связь, 1993. – 392 с.

9. Диоды: Справочник / О.П.Григорьев, В.Я.Замятин, Б.В.Кондратьев, С.Л.Пожидаев. – М.: Радио и связь, 1990. – 336 с.: (Массовая радиобиблиотека. Вып. 1158).

10. Расчёт электронных схем. Примеры и задачи: Учеб. пособие для вузов по спец. электрон. техники/Г. И. Изъюрова, Г. В. Королёв, В. А. Терехов и др.-М.: Высш. шк., 1987. – 335 с.; ил.

11. Остапенко Г. С. Усилительные устройства: Учеб: пособие для вузов. – М: Радио и связь, 1989. – 400 с.: ил.

12. Скаржепа.А., Сенько В.И. Электроника и микросхемотехника: Сб. задач/Под общ. ред. А. А. Краснопрошиной. - К.: Высш шк., 1989.-232с., ил.

13. Скаржепа В.А. и др. Электроника и микросхемотехника: Лабораторный практикум/В. А. Скаржепа, А.А.Новацкий, В. И. Сенько; Под общ. ред. А. А. Краснопрошиной. - К.: Высш шк.. Головное изд-во, 1989. - 279 с., ил.

14. Аксёнов, А.И. Элементы схем бытовой радиоаппаратуры. Конденсаторы. Резисторы: справ. /А.И. Аксёнов, А.В. Нефедов.- М.: Радио и связь, 1995. – 271с.:ил. – (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1203)

15. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы: справочник/ Под ред. Н.Н. Горюнова. – М.:Энергоатомиздат, 1982.- 743с.: ил.