Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Топ:
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Интересное:
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2021-05-28 | 21 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
4.1. Исходные данные:
1. Напряжение питающей сети U1=220 В; 2. Частота тока в сети fc=50 Гц; 3. Величины относительных отклонений напряжения сети амин=0,005 В, амакс=0,005 В; 4. Номинальное значение выходного напряжения стабилизатора Uвых=12 В; 5. Пределы регулировки выходного напряжения стабилизатора Uвых.мин=11,94 В, Uвых.макс=12,06 В; 6. Максимальный и минимальный токи нагрузки стабилизатора Iн.мин=0,95 А, Iн.макс=1,05 А; 7. Коэффициент стабилизации по входному напряжению Кст=500; 8. Внутреннее сопротивление стабилизатора ri<=0,01 Ом; 9. Амплитуда пульсации выходного напряжения стабилизатора Uвыхm1=1мВ; 10. Пределы изменения температуры окружающей среды Qокр.мин=+400С, Qокр.макс=0 0С; 11. Температурный коэффициент стабилизатора напряжения Υ=+-5мВ/0С.
Расчет силовой части стабилизатора.
Выбираем схему стабилизатора с операционным усилителем, в качестве схемы сравнения.
4.2.1. Задаемся величиной тока, потребляемого схемой стабилизатора Iвн=0,02 А, и определяем максимальный ток через регулирующий транзистор Iк4макс, А:
Iк4макс=Iн.макс+Iвн, (1)
Iк4макс=0,02+1,05=1,07 А;
4.2.2. Найдем минимальное напряжение на входе стабилизатора U01мин, В
U01мин=Uвых.макс+Uкэ4мин+U01м1, (2)
где Uвых.макс- наибольшее выходное напряжение стабилизатора;
U01м1-амплитуда пульсаций на входе стабилизатора
U01м1=(0,05-0,1)*(Uвых.макс+Uкэ4мин), (3)
где Uкэ4мин=(1,5-2)В, для кремниевых транзисторов U01м1=0,1*(12,06+2)=1.406 В
U01мин=12,06+2+1,406=15,466 В
Определим номинальное и максимальное напряжение на входе стабилизатора: U01, U01макс , В
U01=U01мин/(1-амин) (4)
U01=15,466/(1-0,005)=15,54 В
U01макс=U01*(1+амакс) (5)
U01макс=15,54*(1+0,005)=15,61 В
|
Определяем ориентировочную величину внутреннего сопротивления выпрямителя r0, Ом:
r0=(0,05-0,15)*U01/Iнмакс, (6)
r0=(0,05-0,15)*15,54/1,05=1,48 Ом
Определим максимальное напряжении на входе стабилизатора при минимальном токе в нагрузке U01макс.макс, В
U01макс.макс=U01макс+(Iнмакс-Iнмин)*r0 (7)
U01макс.макс=15,61+(1,05-0.95)1,48=15,758 В
Определим максимальное напряжение на переходе К-Э VT4,В:
Uкэ4макс=U01макс.макс+Uвых.мин (8)
Uкэ4макс=15,758-11,94=3,81 В
Найдем величину максимальной мощности, рассеиваемой на регулирующем транзисторе VT4, Рк4,Вт:
Рк4=(U01макс-Uвых.мин)*Iк4макс (9)
Рк4=(15,61-11,94)*1,07=3,92 Вт
По величинам Uкэ4макс=3,81 В, Iк4макс=1,07 А и Рк4=3,92 Вт выбираем тип регулирующего транзистора:
Выбираем транзистор КТ-801А.
Справочные данные транзистора КТ-801А.
Таблица 1
Uкэ4макс, В | Iк4макс, А | Рк4, Вт | Qпер.макс,0С | Rт,0С/Вт |
80 | 2 | 5 | 150 | 20 |
4.2.3. Определим величину предельной мощности, которую может рассеять выбранный транзистор без радиатора Рк4макс, Вт:
Рк4макс=(Qпер.макс-Qокр.макс)/Rт, (10)
где Qпер.макс- максимальная температура коллекторного перехода, Вт;
Qокр.макс- максимальная температура окружающей среды, 0С;
Rт- тепловое сопротивление транзистора, 0С/Вт
Рк4макс=(150-40)/85=5,5 Вт
Поскольку Рк4<Рк4макс (5<5,5-верно), то радиатор не нужен.
4.2.4. Определим максимальный и минимальный токи базы VT4 Iб4мин, Iб4макс, мА
Iб4мин=Iнмин/h21э4макс, (11)
где h21э4макс, h21э4мин- справочные данные транзистора
Iб4мин=0,95/50=19 мА
Iб4макс=Iнмакс/h21э4мин (12)
Iб4макс=1,05/13=80 мА
4.2.5. Найдем величину максимального тока эмиттера транзистора VT3 Iэ3макс, мА:
Iэ3макс=Iб4макс (13)
Iэ3макс=80 мА
Iэ3макс=Iк3макс
Uкэ3макс=Uкэ4макс (14)
|
Uкэ3макс=3,81 В
4.2.6. Найдем величину максимальной мощности, рассеиваемой на транзисторе VT3, Рк3,Вт:
Рк3=Iк3макс*Uкэ3макс (15)
Рк3=0,08*3,81= 0,305 Вт
4.2.7. По величинам Uкэ3макс=3,81 В, Iк3макс=0,08 А и Рк3=0,305 Вт выбираем тип транзистора VT3:
Выбираем транзистор КТ-603Е
Справочные данные транзистора КТ-603Е.
Таблица 2
Uкэ3макс, В | Iк3max, А | Рк3, Вт | Qпер.макс,0С | Rт,0С/Вт |
10 | 0,3 | 0,5 | 120 | 200 |
4.2.8. Определим величину предельной мощности, которую может рассеять выбранный транзистор без радиатора Рк3макс, Вт:
Рк3макс=(Qпер.макс-Qокр.макс)/Rт, (16)
Рк3макс=(120-40)/200=0,4 Вт
Поскольку Рк3 < Рк3макс (0,305<0,4- верно), то радиатор не нужен.
4.2.9. Определим максимальный и минимальный токи базы транзистора VT3 Iб3мин, Iб3макс, мА
Iб3мин=Iнмин/h21э4макс*h21э3макс (17)
где h21э4макс, h21э3макс- справочные данные транзистора
Iб3мин=0,95/50*200=0,095 мА
Iб3макс=Iк3макс/h21э3мин (18)
Iб3макс=0,08/60=1,3мА
Так как ток базы транзистора VT3 меньше выходного тока операционного усилителя, то число транзисторов входящих в состав составного транзистора равно 2.
4.2.10. Рассчитаем резистор R7, Ом
R7=(U01мин-Uвых)*h21э3мин/Iн (19)
R7=(15,46-12)*100/1=1500 Ом
4.2.11. Найдем мощность, рассеиваемую на резисторе РR7, мВт:
РR7= U201макс/4*R7 (20)
РR7=15,542/4*1500=40 мВт
В качестве R7 выбираем ОМЛТ-0,125-1,5 кОм.
4.2.12. Рассчитаем антипаразитный конденсатор С5, мкФ:
С5>=3Tср/R7 (21)
где Tср- постоянная времени С5R7, мкC
Tср=1/2*П*2*fc (22)
Tср=1/2*3,14*100=1,6 мкС
С5>=4,8*10-3/1500=3,2 мкФ
В качестве С5 выбираем конденсатор К50-6 3,3 мкФ.
4.2.13. Расчет схемы сравнения и усилителя постоянного тока. Определим величину опорного напряжения Uоп, В:
|
Uоп<=Uвых.мин – (2-3)В (23)
Uоп<=11,94-3=8,94 В
Выбираем Uоп=8,9 В, в качестве источника опорного напряжения выбираем стабилитрон Д818Б:
Справочные данные стабилитрона Д818Б
Таблица 3
UСТ.макс, В | UСТ.мин, В | Iст.мин, мА | Iст.макс, мА | rст, Ом | аст,%/0С |
9 | 6,75 | 3 | 33 | 25 | -0,02 |
4.2.14. Рассчитаем напряжение на выходе операционного усилителя Uвых.оу, В
Uвых.оу=Uвых. – Uоп (24)
Uвых.оу =12-8,9=3,1 В
4.2.15. Зная ток базы составного транзистора Iб3=1мА определим ток на выходе ОУ I оу, он должен быть в (2,5-4) раза больше Iб3:
I оу=3 мА
4.2.16. Рассчитаем величину защитного резистора R8, Ом:
R8=Uвых.оу/I оу (25)
R8=3,1/3*10-3=1033 Ом
Принимаем R8=1кОм
4.2.17. Найдем мощность рассеиваемую на резисторе РR8, мВт:
РR8=Uвых.оу*I оу (26)
РR8=3,1*3*10-3=9,3 мВт
В качестве R8 выбираем ОМЛТ-0,125-1кОм.
4.2.18. Рассчитаем величину резистора R9 ,Ом:
R9=(Uвых. мин.-Uст.макс)/Iст.мин, (27)
где Uст.макс,Iст.мин- справочные данные стабилитрона см. таблицу 3
R9=(11,94-9)**/3*10-3=980 Ом
Принимаем R9=1кОМ
4.2.19. Найдем мощность рассеиваемую на резисторе РR9, мВт:
РR9=(Uвых. макс.-Uст.мин)2/R9 (28)
РR9=(12,06-6,75)2/1000=28 мВт
В качестве R9 выбираем ОМЛТ-0,125-1кОм.
4.2.20. Определим максимальный ток через стабилитрон и убедимся, что его величина не превышает предельно допустимого значения Iст10.макс, мА:
Iст10.макс=(Uвых. макс.-Uст.мин)/R9 (29)
|
Iст10.макс=(12,06-6,75)/1000=5,3 мА
Iст210макс=5,3 мА < Iст.макс=33 мА –верно
4.2.21. Зададимся током делителя Iдел=0,5 мА
4.2.22. Определим минимальный и максимальный коэффициент передачи делителя αмин и αмакс:
αмин =Uст.мин/Uвых. макс (30)
αмин =6,75/12,06=0,56
αмакс = Uст.макс/Uвых. мин (31)
αмакс =9/11,94=0,75
4.2.23. Определим суммарное сопротивление делителя Rдел, Ом:
Rдел=Uвых. мин/Iдел (32)
Rдел=11,94/0,5*10-3=23880 Ом
4.2.24. Рассчитаем величину резистора R12 ,Ом:
R12<= αмин *Rдел (33)
R12<=0,56*23880=13370 Ом
Принимаем R12=13кОМ
4.2.25. Найдем мощность рассеиваемую на резисторе РR12, мВт:
РR12= R12*I дел2 (34)
РR12=13000*(0,5*10-3)2=32 мВт
В качестве R12 выбираем ОМЛТ-0,125-13кОм.
4.2.26. Рассчитаем величину резистора R10 ,Ом:
R10<=(1- αмакс)*Rдел (35)
R10<=(1-0,75)*23380=5840 Ом
Принимаем R10=5600 Ом
4.2.27. Найдем мощность рассеиваемую на резисторе РR10, мВт:
РR10=R10*I дел2 (36)
РR10=5600*(0,5*10-3)2=14,2 мВт
В качестве R10 выбираем ОМЛТ-0,125-5,6 кОм.
4.2.28. Рассчитаем величину переменного резистора R11, Ом:
R11=Rдел-R10-R12 (37)
R11=23880-5600-13000=5280 Ом
4.2.29. Найдем мощность, рассеиваемую на переменном резисторе РR11, мВт:
РR11=R11*I дел2 (38)
РR11=5180*(0,5*10-3)2=2,6 мВт
В качестве R11 выбираем СП5-15-6,8 кОм
4.2.30. Расчет термокомпенсации. Определим номинальное значение температурного коэффициента стабилитрона Υст2, мВ/0С:
Υст2=10* аст2* Uст2, (39)
|
где аст2-справочный параметр стабилитрона;
Uст2=(Uст.макс+ Uст.мин)/2; (40)
Uст2=(9+6,75)/2=7,87 В;
Υст2=10*(-0,02)*7,87=-1,57 мВ/0С
4.2.31. Найдем максимальный температурный коэффициент стабилизатора при отсутствии термокомпенсирующих диодов Υмакс:
Υмакс=(Uвых*(Υст2+Υо.у..макс))/ Uст2, (41)
где- Υо.у..макс- максимальный температурный коэффициент операционного усилителя мкВ/0С (справочные данные);
Υмакс=(12*(-1,57+50*10-3))/7,87=2,39 мВ/0С
Полученное значение температурного коэффициента меньше заданного, поэтому нет необходимости осуществлять термокомпенсацию.
4.2.32. Рассчитаем основные параметры стабилизатора. Определим коэффициент стабилизации Кст:
Кст= , (42)
где Кр- коэффициент усиления составного регулирующего транзистора по напряжению:
Кр= , (43)
где К4, К3-коэффициенты усиления по напряжению транзисторов VT3, VT4, определяем из таблицы 4.5 (2.с.135). К4=500, К3=800
Кр= =307,7;
Коу- коэффициент усиления операционного усилителя по постоянному току Коу=15;
α- коэффициент передачи делителя
α=(αмин+αмакс)/2 (44)
α=(0,56+0,57)/2=0,56
ά- коэффициент, учитывающий влияние входного сопротивление усилителя на коэффициент передачи делителя ά=0,005;
nпосл- число регулирующих транзисторов включенных последовательно nпосл=2;
rоу- выходное сопротивление операционного усилителя (справочный параметр) rоу=150 Ом;
Rоу- входное сопротивление операционного усилителя, Ом
Кст= =711
4.2.33. Определим амплитуду пульсации выходного напряжения стабилизатора Uвыхm,мВ:
Uвыхm=U01m1* Uвых/Кст*U01, (45)
Uвыхm=1,4*12/711*15,54=1,5 мВ
4.2.34. Определим внутренне сопротивление стабилизатора ri, Ом:
ri=-1/S4*Коу*ά*α*nпар, (46)
где S4 крутизна регулирующего транзистора VT4 см. таблица 4.2 (2.с.130)
ri=-1/0,7*307*0,56*0,05*1=0,166 Ом
4.2.35. Определим номинальное и минимальное значение кпд стабилизатора ђмин, ђмакс:
ђмин=Uвых.мин/U01макс (47)
ђмин=11,94/15,61=0,76
ђмакс=Uвых/U01 (48)
ђмакс=12/15,45=0,77
4.2.36. Определим величину емкости С6,мкФ:
С6=0,23*h21э4/ri*2*П*f21б (49)
С6=0,23*50/0,166*6,28*10000=1100 мкФ
Выбираем конденсатор К50-6 2000 мкФ.
|
|
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!