Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Техническое задание
• Введение
• 1. Выбор схемы источника питания
• 2. Расчетная часть
• 2.1 Расчет стабилизатора первого канала, выбор микросхемы
• 2.2 Расчет стабилизатора второго канала, выбор транзистора и стабилитрона
• 2.3 Расчет третьего канала
• 2.4 Расчет выпрямителей с емкостным фильтром
• 2.5 Расчет выпрямителя первого канала
• 2.6 Расчет выпрямителя второго канала
• 2.7 Расчет выпрямителя третьего канала
• 2.8 Расчет однофазного трансформатора
• 2.9 Расчет коэффициента полезного действия
• Заключение
• Список литературы

Техническое задание

Расчёт однофазного стабилизированного источника питания

2.2 Расчет стабилизатора второго канала, выбор транзистора и стабилитрона

Рис. 3. Расчетная схема стабилизатора с усилителем тока на транзисторе

Исходными данными для расчета являются: напряжение на выходе стабилизатора, ток нагрузки, коэффициент пульсаций напряжения:

Выбираем стабилитрон KC528У с напряжением стабилизации, равным напряжению в нагрузке, со следующими характеристиками:

Исходя из условий

,

выбираем p-n-p транзистор КТ 814В со следующими параметрами:

Определяем входное напряжение стабилизатора:

;

Определяем сопротивление в цепи базы транзистора

;

Полученное значение округляют до ближайшего стандартного значения из ряда Е 24: .

Выбираем резистор МЛТ-0,125 205 Ом ОЖО 467.140 ТУ.

Определяем входной ток стабилизатора:

;

Стабилизатор с включением нагрузки в цепь эмиттера транзистора обладает свойством сглаживать пульсации напряжения в нагрузке. Коэффициент сглаживания зависит от величины сопротивления в цепи базы транзистора и дифференциального сопротивления стабилитрона и определяется по формуле:

;

Рассчитываем коэффициент пульсаций на входе стабилизатора с учетом коэффициента сглаживания:

;

.

Полученные значения , и будут использованы далее для расчета выпрямителя второго канала.

После стабилизатора параллельно выходу устанавливается конденсатор, который улучшает переходные процессы и удерживает полное выходное сопротивление на низком уровне, кроме того он осуществляет сглаживание пульсаций. Так же для разряда конденсатора в случае отключения нагрузки устанавливается резистор.

Выбираем конденсатор К 50-6 1мк Ч 100 В ОЖО 460.172 ТУ. Выбираем резистор МЛТ-0,125 100 кОм ОЖО 467.140 ТУ.

2.3 Расчет третьего канала

Поскольку в третьем канале источника питания стабилизатор не применяется, заданные значения , и будут использованы для расчета выпрямителя третьего канала.

2.4 Расчет выпрямителей с емкостным фильтром

Для первого и второго каналов в качестве выпрямителя используется однофазная мостовая схема с емкостным фильтром.

Рис. 4. Однофазный мостовой выпрямитель с емкостным фильтром

Данный выпрямитель имеет следующую временную диаграмму:

Рис. 5. Временные диаграммы работы выпрямителя с емкостным фильтром

В третьем канале используется схема выпрямителя с удвоением напряжения, приведенная ниже. Здесь применяется активно-емкостной фильтр.

Рис. 6. Схема выпрямителя с удвоением напряжения

Для расчета выпрямителя воспользуемся программой расчета на ЭВМ.

Входными данными являются тип сердечника, выпрямленное напряжение, ток нагрузки, коэффициент пульсации. Выходные данные: напряжение вторичной обмотки , ток вторичной обмотки , максимальный , средний и эффективный токи вентиля (диода), емкость конденсатора сглаживающего фильтра .

2.5 Расчет выпрямителя первого канала

Исходные данные:

На выходе программы получили:

Построим нагрузочную характеристику:

Рис.7. Нагрузочная характеристика первого канала

Исходя из полученных значений среднего тока вентиля, с проверкой по допустимому импульсному току и обратному напряжению, выбираем диодную сборку КЦ 412Б со следующими характеристиками:

Исходя из полученного значения емкости, для сглаживающего фильтра выбираем конденсатор К 50-18 4700 мк Ч 80 В ОЖО 460.172 ТУ.

2.6 Расчет выпрямителя второго канала

Исходные данные:

На выходе программы получили:

Построим нагрузочную характеристику:

Рис.8. Нагрузочная характеристика второго канала

Исходя из полученных значений среднего тока вентиля, с проверкой по допустимому импульсному току и обратному напряжению, выбираем диодную сборку КЦ 405 Е со следующими характеристиками:

Исходя из полученного значения емкости, для сглаживающего фильтра выбираем конденсатор К 50-7 500 мк Ч 160 В ОЖО 460.172 ТУ.

2.7 Расчет выпрямителя третьего канала

Исходные данные:

На выходе программы получили:

Построим нагрузочную характеристику:

Рис.9. Нагрузочная характеристика третьего канала

Исходя из полученных значений среднего тока вентиля, с проверкой по допустимому импульсному току и обратному напряжению, выбираем диоды

МД 218 со следующими характеристиками:

Исходя из полученного значения емкости, для сглаживающего фильтра выбираем конденсатор К 15У-1 33 нФ Ч 3500 В ОЖО 460. 172 ТУ. Выбираем резистор МЛТ-0,125 390 кОм ОЖО 467.140 ТУ.

2.8 Расчет однофазного трансформатора

В разделах 2.5, 2.6, 2.7 с помощью ЭВМ рассчитаны выпрямители, работающие на активно-емкостную нагрузку. Программа вычисляет напряжение на вторичной обмотке трансформатора , к которому подключен выпрямитель, и ток этой обмотки. В курсовом проекте получаются три значения напряжений и три значения токов вторичных обмоток:

Номинальную мощность вторичной обмотки принимают равной:

Типовая мощность трансформатора:

,

где - КПД трансформатора, который определяется по номограмме на рис. 10. з=86,5%

Рис. 10. Зависимость КПД от мощности вторичных обмоток трансформатора

Исходя из рассчитанного значения выбираем типоразмер магнитопровода УШ 35 Ч 52 с характеристиками, представленными в таблице 1:

Таблица 1. Параметры Ш-образного магнитопровода УШ 35 Ч 52.

Число витков каждой вторичной обмотки трансформатора определяют по формуле:

,

где U - относительное падение напряжения на обмотках;

Е(1) - число вольт на один виток обмотки трансформатора с магнитопроводом выбранного типоразмера.

Число витков первичной обмотки:

Максимальное расчетное значение тока первичной обмотки:

Диаметр проводов обмоток определяем расчетным путем:

;

где Jср - плотность тока в обмотках трансформатора.

2.9 Расчет коэффициента полезного действия

Потери в трансформаторе определяются по формуле:

где - кпд трансформатора;

- габаритная мощность трансформатора.

Потери в вентилях:

где - средний ток в вентиле;

- прямое падение напряжения на вентиле;

N - число последовательно включенных вентилей выпрямителя.

Общие потери в вентилях:

Потери в сглаживающем фильтре при емкостном фильтре можно не учитывать.

Потери в стабилизаторе:

где - напряжение на входе стабилизатора;

- входной ток стабилизатора;

- напряжение в нагрузке.

Общие потери в стабилизаторах:

Таким образом, КПД источника питания:

Заключение

В курсовой работе был кратко описан принцип работы источника питания. Описан расчёт одной из множества возможных схем источника питания. Рассчитанный источник питания полностью удовлетворяет заданным параметрам.

Источник питания обладает рядом достоинств: имеет три выходных канала, что позволяет запитывать различную аппаратуру, кроме того на выходе обеспечивается достаточно малое значение сопротивления; при этом схема достаточно проста и обладает высокой надёжностью. Недостатки: необходимость применения радиаторов для отвода тепла от транзистора; большие масса и габариты, обусловленные применением радиаторов и трансформатора; невысокое значение КПД (), что обусловлено рассеиванием энергии на транзисторе и диодах.

Список литературы

1. Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи: Учеб. для вузов ж.-д. трансп. - М.: Транспорт, 1999. - 464 с.

2. Сидоров И.Н. Малогабаритные трансформаторы и дроссели. Справочник.- М.: Радио и связь, 1985.- 276 с.

3. Сидоров И.Н., Скорняков С.В. Трансформаторы бытовой радиоэлектронной аппаратуры: Справочник.- М.: Радио и связь, 1994.- 320 с.

4. Полупроводниковые приборы. Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы: Справочник / А.В. Баюков, А.Б. Гитцевич, А.А. Зайцев и др.; Под ред. Н.Н. Горюнова.- М.: Энергоиздат, 1982.- 744 с.

5. Диоды: Справочник / О.П. Григорьев, В.Я. Замятин, Б.В. Кондратьев, С.Л. Пожидаев.- М.: Радио и связь, 1990.- 656 с.

6. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справочник/А.А. Зайцев, А.И. Миркин, В.В. Мокряков и др.; Под ред. А.В. Голомедова - М.: Радио и связь, 1989.- 640 с.

7. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник / К.М. Брежнева, Е.И. Гантман, Т.И. Давыдова и др.; Под ред. Б.Л. Перельмана. -М.: Радио и связь, 1981.- 656 с.

8. Щербина А., Благий С. Микросхемные стабилизаторы серий 142, К 142, КР 142.-Радио, 1990, №8, с.89-90; №9, с.73-74.

9. Булычев А.Л. и др. Аналоговые интегральные схемы: Справочник / А.Л. Булычев, В.И. Галкин, В.А. Прохоренко.- 2-е изд.-Минск: Беларусь, 1993.- 382 с.

10. Гусев, В.Г. Электроника и микропроцессорная техника: учебник для вузов/ Гусев В.Г., Гусев Ю.М. ?3-е изд.- М.: Высшая школа 2004.

11. 3. Хоровиц, П., Искусство схемотехники: в 3-х т.; пер. с англ. / Хоровиц П., Хилл У. - 4-е изд., переработанное и доп. - М.: Мир, 1993.

Размещено на Allbest.ru