Реферат: Расчёт усилителя постоянного тока и источника питания

Министерство общего и профессионального образования РФ

Сибирский Государственный Индустриальный Университет

Расчётно-пояснительная записка к курсовой работе по

промышленной электронике

Тема: Расчёт усилителя постоянного тока и источникапитания

Вариант №7

Номер зачётной книжки: 94051

Выполнилстудент г. ЗЭПА-95

ЛавриненкоД.В.

1.

Расчетусилителя постоянного тока

Усилитель постоянного тока(УПТ) служит для усиления медленно меняющихся сигналов, значение которых послеизменения остается постоянным сколько угодно долго. Нижняя рабочая частота УПТ <img src="/cache/referats/3617/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025"> – <img src="/cache/referats/3617/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026"> определяетсяназначением усилителя и условиями его работы.

Возьмём вкачестве усилительного каскада операционный усилитель который имеет большейкоэффициент усиления и допускают изменение выходного сигнала почти в полномдиапазоне питающего напряжения, а так же обладают высоким входным исравнительно малым выходным сопротивлениями, отличается большей стабильностью ипростотой использования.

Промышленность выпускаетсотни типов операционных усилителей (ОУ), они имеют неинвертирующий и инвертирующий входы и неинвертирующий выход. Принцип работы (ОУ) заключается в том,что выходной сигнал изменяется в положительном направлении, когда потенциал нанеинвертирующем входе становится болееположительным, чем потенциал на инвертирующем входе, о наоборот. Это неозначает, что на одном входе потенциал всегда должен быть более положительным,чем на другом, а просто указывает относительную фазу выходного сигнала.

Применение сильной ООСснижает усиление и обеспечивает его стабильность.

2.

Усилительпостоянного тока

Дано:<img src="/cache/referats/3617/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1027"> <img src="/cache/referats/3617/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1028">, <img src="/cache/referats/3617/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029"> <img src="/cache/referats/3617/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1030">.

С1, С2 – 0,047мкФ

DA1

Uвх

Uвых

С1

+Uпит

С2

-Uпит

<img src="/cache/referats/3617/image016.gif" v:shapes="_x0000_s1099"> , где

R1 – входное сопротивление, влияющее на Kусхемы.

R2 – компенсация токов смещения ОУ,

R3 – параллельная, отрицательная обратная связьпо напряжению.

C1, C2 – ёмкости для сглаживания высокочастотных пульсацийпитающего напряжения.

<img src="/cache/referats/3617/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1031"> поусловию, тогда предположим

R2 =100KОм ð

R1 = 10KОм,[1, стр.184]

<img src="/cache/referats/3617/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1032">[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:<img src="/cache/referats/3617/image025.gif" v:shapes="_x0000_i1034"><img src="/cache/referats/3617/image027.gif" v:shapes="_x0000_i1035">,<img src="/cache/referats/3617/image029.gif" v:shapes="_x0000_i1036">.

Решение.

VT1

ТР

VD1-VD4

VD5

VT2

C’0

VD6

C’1

Iд

<img src="/cache/referats/3617/image032.gif" v:shapes="_x0000_s1100 _x0000_s1101 _x0000_s1102 _x0000_s1103 _x0000_s1104 _x0000_s1105 _x0000_s1106 _x0000_s1107 _x0000_s1108 _x0000_s1109 _x0000_s1110 _x0000_s1111 _x0000_s1112 _x0000_s1113 _x0000_s1114 _x0000_s1115 _x0000_s1116 _x0000_s1117 _x0000_s1118 _x0000_s1119 _x0000_s1120 _x0000_s1121 _x0000_s1122 _x0000_s1123 _x0000_s1124 _x0000_s1125 _x0000_s1126 _x0000_s1127 _x0000_s1128 _x0000_s1129 _x0000_s1130 _x0000_s1131 _x0000_s1132 _x0000_s1133 _x0000_s1134 _x0000_s1135 _x0000_s1136 _x0000_s1137 _x0000_s1138 _x0000_s1139 _x0000_s1140 _x0000_s1141 _x0000_s1142 _x0000_s1143 _x0000_s1144 _x0000_s1145 _x0000_s1146 _x0000_s1147 _x0000_s1148 _x0000_s1149 _x0000_s1150 _x0000_s1151 _x0000_s1152 _x0000_s1153 _x0000_s1154 _x0000_s1155 _x0000_s1156 _x0000_s1157 _x0000_s1158 _x0000_s1159 _x0000_s1160 _x0000_s1161 _x0000_s1162 _x0000_s1163 _x0000_s1164 _x0000_s1165 _x0000_s1166 _x0000_s1167 _x0000_s1168 _x0000_s1169 _x0000_s1170 _x0000_s1171 _x0000_s1172 _x0000_s1173 _x0000_s1174 _x0000_s1175 _x0000_s1176 _x0000_s1177 _x0000_s1178 _x0000_s1179 _x0000_s1180 _x0000_s1181 _x0000_s1182 _x0000_s1183 _x0000_s1184 _x0000_s1185 _x0000_s1186 _x0000_s1187 _x0000_s1188 _x0000_s1189 _x0000_s1190 _x0000_s1191 _x0000_s1192 _x0000_s1193 _x0000_s1194 _x0000_s1195 _x0000_s1196 _x0000_s1197 _x0000_s1198 _x0000_s1199 _x0000_s1200 _x0000_s1201 _x0000_s1202 _x0000_s1203 _x0000_s1204 _x0000_s1205 _x0000_s1206 _x0000_s1207 _x0000_s1208 _x0000_s1209 _x0000_s1210 _x0000_s1211 _x0000_s1212 _x0000_s1213 _x0000_s1214 _x0000_s1215 _x0000_s1216 _x0000_s1217 _x0000_s1218 _x0000_s1219 _x0000_s1220 _x0000_s1221 _x0000_s1222 _x0000_s1223 _x0000_s1224 _x0000_s1225 _x0000_s1226 _x0000_s1227 _x0000_s1228 _x0000_s1229 _x0000_s1230 _x0000_s1231 _x0000_s1232 _x0000_s1233 _x0000_s1234 _x0000_s1235 _x0000_s1236 _x0000_s1237 _x0000_s1238 _x0000_s1239 _x0000_s1240 _x0000_s1241 _x0000_s1242 _x0000_s1243 _x0000_s1244 _x0000_s1245 _x0000_s1246 _x0000_s1247 _x0000_s1248 _x0000_s1249 _x0000_s1250 _x0000_s1251 _x0000_s1252 _x0000_s1253 _x0000_s1254 _x0000_s1255 _x0000_s1256 _x0000_s1257 _x0000_s1258 _x0000_s1259 _x0000_s1260 _x0000_s1261 _x0000_s1262 _x0000_s1263 _x0000_s1264 _x0000_s1265 _x0000_s1266 _x0000_s1267 _x0000_s1268 _x0000_s1269 _x0000_s1270 _x0000_s1271 _x0000_s1272 _x0000_s1273 _x0000_s1274 _x0000_s1275 _x0000_s1276 _x0000_s1277 _x0000_s1278 _x0000_s1279 _x0000_s1280 _x0000_s1281 _x0000_s1282"> Берёмсхему компенсационного стабилизатора напряжения, у которого Кстаб= 20…50, что удовлетворяет условию и берём двуполупериодный выпрямитель надиодах.

Посколькуплечи стабилизатора идентичны, то рассчитываем одно плечо с использованиемоднотипных транзисторов разной структуры.

3.1.

Стабилизатор напряжения на транзисторе

3.1.1.

Ток нагрузкиодного плеча стабилизатора равняется сумме токов: потребления ОУ и токанагрузки на выходе ОУ; 5 + 5 = 10мА.

3.1.2.

Возьмёмтранзистор КТ315А (КТ361А), его параметры: h21Э=20…90, Iк.max= 100мА, Uкэ= 25В,и стабилитрон КС515Г, его параметры: Iст=10мА,

Uст=15 ±

0,75В.

3.1.3.

3.1.4.

<img src="/cache/referats/3617/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1042">,

3.1.5.

<img src="/cache/referats/3617/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1043">Iст– ток стабилизации стабилитрона.

3.1.6.

Ток, протекающийчерез R1, R2,<img src="/cache/referats/3617/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1044">, берёмU0= 17В,

3.2.

Выпрямитель

3.2.1.

По полученным даннымподбираем диоды выпрямительного моста (U0= 17В, Iд = 39 мА).

<img src="/cache/referats/3617/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1046"> – средний ток, протекающий через диодывыпрямительного моста [3].

<img src="/cache/referats/3617/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1047"> – обратноенапряжение на диодевыпрямительного моста [3].

3.2.2.

Выбираем диодную сборку КДС523Г [2], её параметры: <img src="/cache/referats/3617/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1048"><img src="/cache/referats/3617/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1049"><img src="/cache/referats/3617/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1050">

4.

Расчет трансформатора выпрямителя.

4.1.

Сопротивлениетрансформатора. <img src="/cache/referats/3617/image054.gif" v:shapes="_x0000_i1051">Ом1[3].

4.2.

Напряжение на вторичнойобмотке трансформатора:[3]

4.3.

Ток во вторичнойобмотке трансформатора: [3]

4.4.

Ток в первичнойобмотке трансформатора:

<img src="/cache/referats/3617/image060.gif" v:shapes="_x0000_i1054"> [3].

4.5.

Вычисляемгабаритную мощность трансформатора:

<img src="/cache/referats/3617/image062.gif" v:shapes="_x0000_i1055"> [3].

инаходим произведение площади сечения сердечника трансформатора QC наплощадь окна сердечникаQО, которое в зависимости от марки провода обмоток равно:

<img src="/cache/referats/3617/image063.gif" v:shapes="_x0000_s1283">QC ×

QО= 1,6PГ для провода марки ПЭЛ;

QC ×

QО= 2PГ для провода марки ПЭШО;

QC ×

QО= 2,4PГ для провода марки ПШД.

Выбираемпровод марки ПЭЛ, при этом:

QC ×

QО= 1,6PГ=1,6 ×2,53 = 4,05 см4.

1 В 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 QC×QОвыбираем для сердечникатрансформатора пластины типа Ш-14 с QО = 1,47 см2; ширина среднего стержня сердечника а = 1,4см; высота окна h= 2,1см и ширина окна b= 0,7см.

Приэтом получаем :

<img src="/cache/referats/3617/image066.gif" v:shapes="_x0000_i1056"> [3].

Необходимаятолщина пакета пластин:

<img src="/cache/referats/3617/image068.gif" v:shapes="_x0000_i1057">[3], берём 2 см, то QС = а ×

с= 2,8 см2

Отношение<img src="/cache/referats/3617/image070.gif" v:shapes="_x0000_i1058">

4.7.

Определяем числовитков wи толщину провода dпервичной и вторичной обмоток трансформатора.

<img src="/cache/referats/3617/image072.gif" v:shapes="_x0000_i1059"> [3];

<img src="/cache/referats/3617/image074.gif" v:shapes="_x0000_i1060"> [3];

<img src="/cache/referats/3617/image076.gif" v:shapes="_x0000_i1061"> [3], берём 0,1 мм;

<img src="/cache/referats/3617/image078.gif" v:shapes="_x0000_i1062"> [3].

5.

Расчет фильтра.

5.1.

Расчетнеобходимого конденсаторного фильтра С0, от этой ёмкостизависит коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения.

<img src="/cache/referats/3617/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1063"> [3], берём два конденсатора по 20мкФ, включенных параллельно.

5.2.

Рабочеенапряжение конденсаторов:

<img src="/cache/referats/3617/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1064"> [3]берём 25В.

5.3.

Коэффициентпульсаций на входе параметрического стабилизатора:

<img src="/cache/referats/3617/image084.gif" v:shapes="_x0000_i1065"> [3].

Так же необходимо в схему стабилизатора включитьёмкости С1 и С’1дляуменьшения пульсаций стабилизированного напряжения.

ЁмкостиС7 и С8 необходимо монтировать как можно ближек корпусу ОУ, что бы компенсировать высокочастотные помехи в сети питания.

Итоговая схема устройства

VT1

Т1

VD1-VD4

VD5

VT2

VD6

С1–С4 – К50-16-20мкФ X 25В

С7, С8 – КМ-5-0,047 мкФ

С7

DA1

Uвх

Uвых

С8

»

220

+14В

-14В

С5, С6 – К50-6-10мкФ X 16В

R1,R1– МЛТ-0,125-200 Ом

R3– МЛТ-0,125-10 кОм

R4– МЛТ-0,125-100 кОм

R5– МЛТ-0,125-9,1 кОм

DA1– К140УД8А

Т1– Ш-14 X 20; I– 3770вит. ПЭЛ-0,1; II,III– в два провода 253 вит. ПЭЛ-0,15

III

Списокиспользуемой литературы.

1.

П.Хоровиц,У.Хилл, “Искусство схемотехники”, в трех томах,

Т — 1, М, “Мир”,1993г.

2.

Серия МРБ,“Справочная книга радиолюбителя-конструктора”, под ред. Н.И. Чистякова, М,“Радио и связь”, 1990 г.

3.

Л.Н. Бочаров,С.К. Жебряков, И.Ф. Колесников,

“Расчет электронных устройств натранзисторах”,

М, “Энергия”, 1978 г.

еще рефераты

Еще работы по радиоэлектронике

Реферат по радиоэлектронике

Розрахунок вихідного двотактного трансформаторного підсилювача потужності в режимі роботи класу А або В

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

Устройство запрета телефонной связи по заданным номерам

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

Расчет параметров ступенчатого p-n перехода

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

Устройство формирования импульсно-временной кодовой группы

29 Августа 2013