Проектирование выходного элемента ВЭ

5.6.1 Выбор типа реле KL

Выбор осуществляется по условиям:

где S _конт – максимально-допустимая мощность, коммутируемая контактами реле KL, при заданном напряжении оперативного тока.

S _комм – полная мощность, коммутируемая контактами реле KL

U _KL ­_ср – напряжение срабатывания реле KL

U _{KL дл} – длительно допустимое напряжение, прикладываемое к обмотке реле KL

U _п – напряжение источника питания.

Выбираем реле типа РСМ-2(Ю.117.81.55) – малогабаритное электромагнитное реле постоянного тока.

5.6.2 Выбор транзистора VT ₁.

Максимальный ток в транзисторе VT ₁.

где U _кэн1 – напряжение коллектор-эмиттер насыщенного транзистора VT ₁.

R _{KL min} – минимальное сопротивление обмотки реле.

Максимальное напряжение коллектор-эмиттер VT ₁.

Выбор транзисторов осуществляется с учетом выражений:

Выбираем транзистор типа КТ315Е,имеющий следующие параметры:

5.6.3 Проверка правильности выбора транзистора VT ₁.

Максимальный ток коллектора равен

Условие

0.03 £ 0.7×1.5 = 1.05 А – выполняется.

5.6.4 Выбор сопротивления резистора R ₂₈.

Сопротивление резистора R ₂₈ выбирается из условия обеспечения тока базы VT ₁ (I _б1расч), необходимого для надежного открытия транзистора, по выражениям:

где U _вхmin – минимальное входное напряжение, при котором должен срабатывать выходной элемент (надежно открываться и насыщаться транзистор VT ₁).

n – коэффициент, учитывающий разброс значений сопротивления резистора, n = 0.05

b_1расч – расчетное значение коэффициента усиления VT ₁, определяется по формуле

Принимаем R ₂₈ = 2.2 кОм

Определим мощность на резисторе R ₂₈

Принимаем Р_{R 28} = Р _{c ном} = 0.125 Вт

Проверка по мощности:

Выбранное сопротивление проходит проверку по мощности.

Окончательно принимаем сопротивление R ₂₈:

МЛТ-0.125-2.2 К±5%

5.6.5 Проверка допустимости выполнения выходного элемента однокаскадным.

Проверку проводим по максимально допустимому выходному току (I _{вых max}).

5.6.6 Выбор диода VD ₂₃.

Диод VD ₂₃ защищает транзистор VТ ₁ при отрицательном входном напряжении.

Максимальный прямой ток диода

Максимальное обратное напряжение диода равно напряжению база-эмиттер VТ ₁ и не ограничивает выбора диода.

Выбор диодов осуществляется с учетом выражений:

Выбираем диод типа VD ₂₃:

КД109А I _пр.доп = 0.3 А, U _обр = 100 В.

5.6.7 Выбор диода VD ₂₃.

Диод VD ₂₂ защищает транзистор VТ ₁ от перенапряжений, возникающих при закрытии транзистора из-за наличия индуктивности у обмотки реле KL.

Выбор диодов осуществляется с учетом выражений:

Выбор диодов осуществляется также с учетом выражений:

Выбираем диод типа VD ₂₂:

КД109А I _пр.доп = 0.3 А, U _обр = 100 В

Результаты выбора элементов выходного элемента ВЭ сведены в таблицу 5.6

Таблица 5.6

Результаты выбора всех элементов устройства сравнения двух синусоидальных величин сведены в таблицу 5.7