Проектирование импульсноговторичного блока питания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Витебский государственный технологический университет

кафедра АТПП

Курсовая работа по предмету

“Электронные устройства автоматики”

Проектирование импульсноговторичного блока питания

Витебск 2013

Тема: Разработать принципиальную электрическую схему импульсного вторичного источника питания

стабилизатор микросхема усилитель трансформатор

Bариант 24

U01,В	U02, В	I01, А	I02, А
60	36	2	1

U_сети = 220 В; f_сети= 50 Гц; ДU_сети = ±15%; ДU₀₁ =±1%; ДU₀₂ = ±2%; U_mп1 < 5 мВ; U_mп2 <10мВ.

1.На основании задания на проектирование произвести выбор оптимальных схемных решений источника питания и всех узлов. В пояснительной записке привести обоснование выбора функциональных и принципиальных схем всех узлов и проектируемого источника питания в целом, а также принципа их действия.

2.Произвести расчет всех узлов проектируемого источника питания.

З.Выполнить моделирование всех узлов и проектируемого источника питания в целом с помощью программ Мicro-Сар 7

4.На основании анализа результатов моделирования выполнить коррекцию выбора принципиальных схем и расчета всех узлов и проектируемого источника питания в целом.

5.Функциональные и электрические принципиальные схемы выполнить строго по ГОСТ.

6.Привести таблицу «Перечень элементов» и список использованной литературы (полное библиографическое описание).

7.Пояснительную записку выполнить в соответствии с правилами оформления технической документации.

8.Графическая часть работы выполняется на листах формата А3.

9.По каждому выходу предусмотреть защиту от перегрузки по току и защиту от превышения напряжения на нагрузке (на источнике) с возможностью регулировки величин тока и напряжения отключения.

10. Прямой преобразователь

11. Стабилизатор напряжения одного канала проектируется на дискретных элементах.

Содержание

1. Общая часть

1.1 Введение

1.2 Анализ структурной и функциональной схемы

2. Расчетная часть

2.1 Выбор стабилизатора на микросхеме

2.2 Расчет стабилизатора на операционном усилителе

2.3 Выбор и расчет выпрямителей

2.4 Расчёт высокочастотного трансформатора питания каналов стабилизаторов

2.5 Расчет прямого преобразователя и генератора прямоугольных импульсов

2.6 Расчет схемы питания микросхемы

2.7 Расчет входной цепи

2.8 Расчет сетевой части защиты по напряжению

Заключение

Литература

1. Общая часть

1.1 Введение

Источники вторичного электропитания РЭА за последние годы существенно изменились. Это вызвано непрерывным стремлением уменьшить их массу и габариты, повысить кпд за счет применения наиболее рациональных схем, использования высокочастотного преобразования энергии постоянного тока, экономичных импульсных методов регулирования, интегральных микросхем. Повысились также требования к питающим напряжениям. Номинальные значения напряжений составляют единицы или десятки вольт при токах нагрузки в десятки ампер. Это привело к созданию разнообразных структурных схем построения источников вторичного питания, каждая из которых находит применение в конкретных условиях.

В настоящее время внимание специалистов в области электропитания РЭА сосредоточено на создание высокоэффективных импульсных вторичных источников питания с бестрансформаторным входом, которые строятся на основе высокочастотного инвертора напряжения. Включение инвертора, работающего на частотах 20-100 кГц, обеспечивает , во-первых, гальваническую развязку нагрузки от первичной сети, во-вторых, резко уменьшает массогабаритные показатели трансформаторов и дросселей и, в-третьих, значительно повышает кпд за счет импульсного режима работы мощных транзисторов.

Новизна и оригинальность таких источников электропитания подтверждаются целым рядом авторских свидетельств и патентов. Надежность работы радиоаппаратуры во многом определяется надежностью источников электрической энергии. Выход из строя хотя бы одного источника электрической энергии или отклонение его параметров от допустимых, как правило, нарушает работу аппаратуры и, следовательно, прерывает связь. Поэтому при разработке аппаратуры все большее внимание уделяется вопросам проектирования и расчета источников электрической энергии.

К первичным источникам энергии относятся все непосредственные преобразователи различных видов энергии в электрическую: электромашинные генераторы, гальванические и топливные элементы, солнечные батареи и т.д. К вторичным источникам относятся преобразователи электрической энергии одного вида в электрическую энергию другого вида. На предприятиях широко применяются устройства гарантированного питания переменным током. В настоящее время применяются как электромашинные, так и статические на полупроводниковых приборах. С внедрением в технику микросхем потребляемая мощность, масса и габариты аппаратуры резко уменьшилась. При этом вторичные источники электропитания стали занимать 30-40% объема аппаратуры.

1.2 Анализ структурной и функциональной схемы

Известно, что с ростом частоты преобразования масса и габариты трансформатора уменьшаются. Этот факт можно использовать для снижения этих параметров. Структурная схема, использующая высокочастотный трансформатор, представлена на рисунок 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1

Данная схема имеет два канала нагрузки, т.е. разработана в соответствии с заданием данной курсовой работы. Работает она следующим образом: сетевое напряжение 220 В, 50 Гц выпрямляется и подается на вход инвертора, который преобразует его в переменное напряжение высокой частоты. Это напряжение подается на высокочастотный трансформатор (ВЧ - трансформатор), где преобразуется на два канала нагрузки в соответствии с требованиями для каждого канала. После этого работа схемы не отличается от работы стандартной схемы источника питания - напряжение выпрямляется, сглаживающие фильтры устраняют пульсации выпрямленного напряжения, стабилизатор обеспечивает заданный уровень отклонения напряжения от номинального (стабилизирует напряжение), схема защиты устраняет превышения напряжения на входе стабилизатора и короткое замыкание на нагрузке.

К достоинствам данного преобразователя можно отнести: более простая схема управления и количество элементов в преобразователе по сравнению с другими подобными схемами; средний ток транзистора за время действия управляющего импульса может быть доведен до максимально допустимого, поэтому однотактный преобразователь обладает повышенной выходной мощностью и может работать при изменяющемся токе нагрузки.

Функциональная схема.

Рисунок 2

Функциональная схема проектируется в соответствии со структурной схемой. Элементы сетевого фильтра C и TV предотвращают попадание высокочастотных помех из питающей сети в схему импульсного блока питания. Постоянное напряжение формируется однофазным мостовым выпрямителем. Оно запитывает схему управления прямого преобразователя и его силовой транзистор. Высокочастотные импульсы от схемы управления поочередно поступают на вход транзистора, формируя переменное напряжение на высокочастотном трансформаторе, напряжение на вторичных обмотках которого соответствует необходимым значениям согласно заданию.

Повышенные рабочие частоты даёт преимущество в габаритных размерах трансформатора и экономию дорогостоящих цветных металлов. В связи с применением индуктивных связей при передаче электрической энергии, прямоугольные импульсы, вырабатываемые схемой управления, в конечном итоге, поступая на входы выпрямителей стабилизаторов, являются близкими к синусоидальному сигналу, что позволяет применять стандартные схемы стабилизаторов.

2.1 Выбор стабилизатора на микросхеме

Для стабилизации выходного напряжения в канале нагрузки 60В и 2А используем микросхему регулируемого стабилизатора напряжения TPS54260 (Рисунок 3), имеющую встроенную защиту от короткого замыкания и перенапряжения в нагрузке, регулируемую навесными элементами. Параметры: стабилизированное выходное напряжение 58-62 В, максимальное входное напряжение 100 В, максимальный выходной ток 2.5 А, максимальная рассеиваемая мощность 70 Вт [5].



Рисунок 3

Согласно рекомендациям производителя выбираем значение С11=100 мкФ. R14=300 Ом, R15=1.2кОм, R16=47 Ом. Защита по току срабатывает при превышение заданного номинального на 10%, т.е. при 2.2А.

Рассчитаем мощность, рассеиваемую на микросхеме. Принимаем значение входного напряжения 80В. Напряжение на входе микросхемы колеблется в пределах:

U _ВХ =U_ВХмс ± дU_сети=80±15%= 92 ч 68 В

Изменение напряжение на ее выходе:

U _{ВЫХ max}= U_ВЫХ ± дU₀₂ = 60 ± 60 ? 0,01 = 59.4 ч 60.6 В.

Максимальная мощность рассеивания на микросхеме

P_max = U_{КЭ max} ? I_max

где I_max = I_ВЫХ , U_{КЭ max}- падение напряжения на регулирующем элементе стабилизатора.

U_{КЭ max} = U_{ВХ max} - U_{ВЫХ max} = 92- 59.4 =32.6 В.

P_max = 32.6·2 =65.2Вт.

Таким образом, данная микросхема удовлетворяет всем предъявляемым условиям.

2.2 Расчет стабилизатора на операционном усилителе

Проведем расчет для канала стабилизатора на 36В и 1А, изображенного на рисунке 4.

Рисунок 4- Схема стабилизатора второго канала

Рекомендуемое значение входного напряжения . Принимаем напряжение питания 51В.

Определим требуемый коэффициент стабилизации стабилизатора:

Зададим точку покоя регулировочного транзистора VT1. При токе в нагрузке 1 А и выходном напряжение 51 В среднее значение напряжения перехода коллектор-эмиттер должно составлять 51-36=15 В. Тогда мощность рассеивания на коллекторе транзистора около 15 Вт. Подбираем транзистор, с выходной характеристикой, близкой к изображенной на рисунке 5, строим нагрузочную прямую и отмечаем точку покоя А для среднего входного напряжения.

Согласно графическим расчетам, выбираем регулирующий транзистор VT1 с большим значением максимального тока коллектора (т.к. номинальный ток велик и равен 1А), например MТ7667. Параметры: максимальный ток коллектора I_kmax=3 А, максимальное напряжение коллектор-эмиттер U_кэmax=50 В, максимальная мощность рассеяния на коллекторе транзистора Р_кmax=25 Вт, коэффициент усиления по току h_21э=70..100, граничная частота коэффициента передачи тока f_г=30 MГц [5].

Рисунок 5- Выходная характеристика регулировочного транзистора

Соответственно на входной характеристике

Рисунок 6- Входная характеристика регулировочного транзистора

Ток базы покоя регулировочного транзистора при среднем коэффициенте усиления по току:

Выбранный ток базы, согласно рисунку 5, 6 составляет

U_выхОУ = U_бэ + U_нmax < U_{выхmaxОУ} ;

U_бэ = 1,51 В;

U_нmax=36·0.01+36=36.36 В

U_выхОУ = 1,51+36.36=37,9 В

I_выхОУ = I_{бmax VT1}= ;

Выбираем операционный усилитель PM155C, c параметрами: напряжение источника питания U_ИП=40..50 В, коэффициент усиления 450, входное сопротивление R_вх=25 МОм, потребляемая мощность 200мВт, входной ток I_вх=80 нА, значения выходных напряжения и тока ОУ: U_{выхmaxОУ}=50 В , I_{выхmaxОУ}=40 мА.[5]

Опорное напряжение формируем с помощью стабилитрона 2N3623, для которого: номинальное напряжение стабилизации 5 В, ток стабилизации 20 мА.

U_оп = U_ст < U_нmin ;

U_оп =5 B.

определим сопротивление балластного резистора R1. Из условия I_{ст ном} >> I_вхОУ

R1 = = =2300 Ом.

Принимаем стандартное значение 2.3 кОм.

Определим сопротивление резистора R4 из выражения:

U_вх=I_бVT1•R4+U_бэ,

Откуда

R4== Ом.

Принимаем стандартное значение 2.7кОм.

Обеспечить требуемые выходные параметры ОУ можно введением обратной связи. Рассчитаем цепь обратной связи: R2-R3, при коэффициенте усиления 10- при меньших значениях будет малая чувствительность, при больших - ОУ быстро будет переходить в насыщение.

;

Выражая Я, получим:

Так же . Чтобы резисторы не оказывали большого влияния на работу схемы, т.е. ток делителя составлял несколько миллиампер, возьмем значение R3=51кОм, тогда R2==525кОм (Ближайшее стандартное 510кOм).

Рассчитаем сопротивления делителя R5-R6. Задаваясь током делителя 1 мА, и формируя напряжение обратной связи близкой к 5В, но менее его (для получения положительного сигнала на выходе ОУ), получаем:

R5=(36-5)/0.001=31 кОм;

R6=5/0.001=5 кОм.

Принимаем стандартные значения R5=33кОм R6=5.1 кОм

Проверим правильность выбора сопротивлений:

мА

Напряжение обратной связи, снимаемого с R6 менее опорного (5В), значит, выбор резисторов был проведен правильно.

Рассчитаем элементы схемы защиты от короткого замыкания. Транзистор VT2 при токе нагрузки в пределах 1 А находится в режиме отсечки. При достижение тока нагрузки выше 1 А, VT2 начинает открываться и закорачивает базу VT1, призакрывая его, что вызывает ограничение тока нагрузки. Напряжение, приложенное к переходу коллектор- эммитер VT2 в открытом состоянии за вычетом падения напряжения на R4 (36- 1,51=34.49 В) и напряжения на диоде в прямом направление составит примерно 34 В. Максимальный коллекторный ток в открытом состояние I_{к нас} около 36 мА (рисунок 5).

Возьмем в качестве датчика тока резистор R7 сопротивлением 1 Ом. Тогда при номинальном токе в нагрузке не более 1 А, падение напряжения на нем не превысит 1В.

Выберем в качестве VT2 транзистор 2N2411, с параметрами: максимальный ток коллектора I_kmax=160мА, коэффициент усиления по току h_21э=100, максимальное напряжение коллектор-эмиттер U_кэmax=100 В, максимальная мощность рассеяния на коллекторе транзистора Р_кmax=160 мВт. Диод VD4 - DN380: U_{ОБР max} =100 В, I_{max vd}=1 A [5]

Согласно выбранному режиму работы (рисунок 7) можно найти по выходной характеристики (рисунок 8) коллекторный ток VT2.



Рисунок 7- Входная характеристика транзистора VT2

Рисунок 8- Выходная характеристика транзистора VT2

Для режима отсечки U_бэ<1 В и насыщения U_бэ>1,2В. Соответственное изменение тока базы обеспечивает резистор R8.

R8= U_бэ/ I_б= 1/1·10^-3=1 кОм

Конденсатор С1 предотвращает ложное срабатывание схемы защиты при включение ИБП и его емкость подбирается соответственно для пропускания импульсов малой длительности. Примем значение С1=3.3 нФ.

Рассчитаем номиналы элементов схемы защиты от перенапряжения. Выбираем стабилитрон 2С514А: напряжение стабилизации 40В, минимальное напряжение стабилизации 38В, ток стабилизации 15мА; минимальный ток стабилизации 10мА [4]; транзисторную оптопару АОТ120ЕС: входной ток 3мА, напряжение изоляции 500В, максимальное входное напряжение 1.6В.[3]

В случае достижения напряжения на нагрузке превышающего 38В, равное сумме напряжения стабилизации стабилитрона и прямого падения напряжения на оптроне (от 0.1 до 0.5В), происходит открытие VD5 и начинает протекать ток (минимальный ток стабилизации). Для обеспечения входного напряжения открытия оптопары в 1.6В, необходимо чтобы сопротивление R9 было не более 1.6/0.005=320Ом. Примем стандартное значение R9=300Ом.

Схема моделирования:

Рисунок 9 - Схема моделирования



Рисунок 10 - Выходной сигнал схемы моделирования

2.3 Выбор и расчет выпрямителей

Основными параметрами выпрямителей являются: средние значения выпрямленного тока и напряжения; коэффициент полезного действия и коэффициент пульсаций, равный отношению амплитуды напряжения первой гармоники и значению выпрямленного напряжения. Рассмотрим основные схемы однофазных выпрямителей.

Однополупериодные выпрямители. Простейшим однополупериодным выпрямителем является диод, включенный последовательно с вторичной обмоткой трансформатора. Достоинством такого выпрямителя является исключительная простота, а недостатком - большие амплитуды пульсаций. Поэтому такие выпрямители используются редко и только в высокоомных нагрузках. В остальных случаях применяются двухполупериодные выпрямители.

КПД однофазной мостовой схемы выпрямления хуже, чем у двухполупериодной схемы, однако требования к трансформатору тут снижены, а также меньше внешнее поле рассеяния. Однако в двухполупериодной схеме немного снижена амплитуда пульсаций.

Исходя из вышеизложенного целесообразно использовать мостовую схему выпрямления, однако заданием определено использование обратного преобразователя, работающего на однополупериодный выпрямитель, поэтому для первого и второго каналов нагрузки используем однополупериоднуюсхему выпрямления.

Рассчитаем выпрямитель для канала 60 В., 2 А. Принимаем однополупериодную схему выпрямления.

I_СР = 1? I_max = 2 А.

Максимальный ток вентиля.

I_{max vd} = р? I_max = 3,14?2 =6,28 А.

Максимальное обратное напряжение

U_{ОБР max} = 3,14 ? U_вхmax = = 188,4 В.

Выбираем диод 2Д450A:

U_{ОБР max} =200 В, I_{max vd}=20 A, R_пр = 0.2 Ом, U_{пр max}=1B

Рассчитаем выпрямитель для канала 36 В., 1 А. Принимаем однополупериодную схему выпрямления.

I_СР = 1 ? I_max = 1А.

Максимальный ток вентиля.

I_{max vd} = р? I_max = = 3,14А.

Максимальное обратное напряжение

U_{ОБР max} = 3,14 ? U_вхmax = = 113В.

Выбираем диод 2Д450A:

U_{ОБР max} =200 В, I_{max vd}=20 A, R_пр = 0.2 Ом, U_{пр max}=1B

2.4 Расчёт высокочастотного трансформатора питания каналов стабилизаторов

Определим потребляемую мощность трансформатора:

Используемая мощность:

Зададимся рабочей частотой преобразователя f =100 кГц - из соображений уменьшения габаритов высокочастотного трансформатора.

Зададимся габаритной мощностью P_ГАБ > и по справочнику подбираем подходящий ферритовый магнитопровод.

P_ГАБ = S_С ? S₀ ? f ? B_max/150,

где S_C - площадь поперечного сечения магнитопровода, см²,

S₀ - площадь окна магнитопровода, см²,

B_max - максимальное значение индукции, Тл.

,

где D, d - наружный и внутренний диаметры кольца, см,

h - высота кольца, см.

S₀=.

Выбираем ферритовый магнитопровод К30Ч20Ч15 2000НМ1 B_max = 0,25 Тл.

,

S₀=,

P_ГАБ = 0,75 ? 3,14 ? 0,25 ? 100 ? 10 ³/150 = 393 Вт ? _.

Сердечник удовлетворяет условию.

Находим число витков первичной обмотки TV2:

W₁ = ,

где U₁ - напряжение первичной обмотки трансформатора:

Определим напряжение на первичной обмотке

- напряжение насыщения двух переходов коллектор-эммитер управляющих транзисторов ,т.к. они еще не выбраны, то из учета того, что это будут мощные транзисторы и то, что на конечное расчетное значение эта величина сильно не влияет, зададимся ее значением равным 1В (в идеальном случае она равна 0).

U_пит - выпрямленное мостовой схемой входное напряжение



Рисунок 11

Однако, учитывая сглаживающий фильтр, средневыпрямленное значение при номинальной нагрузке составит 210В, тогда

U₁=210-2=208В

и число витков первичной обмотки составляет:

Обмотка W2 обеспечивает возврат энергии, накопившейся в трансформаторе при открытом регулирующем транзисторе, обратно в сеть. Поэтому число витков W2=W1=28.

Ток первичной обмотки найдем по формуле:

I_{1 max} =

Примем КПД наиболее худшим из всех возможных: з = 85 %, тогда

I_{1 max} = =1.32А.

Этот ток протекает и через коммутирующие транзисторы.

Определим диаметр провода первичной обмотки:

d₁ = 0,6 ? = 0,6 ? =0,69 мм

принимаем значение d₁ = d₂ = 0.75 мм.

Определим диаметр провода и количество витков каждой из двух вторичных обмоток T2:

W₃ = W₁ ? = 28 ? = 12.3 ?12 витков,

W₄ = W₁ ? = 28 ? = 6,83 ?7 витков.

Определим диаметры проводов вторичных обмоток d₃ и d₄:

d₃ = 0,6 ? = 0,6 ? ==0,84 мм. Берём d₃ = 1 мм

d₄ = 0,6 ? =0,6 ? =0,6 мм. Берём d₄ = 0,75 мм

2.5 Расчет прямого преобразователя и генератора прямоугольных импульсов

Главным достоинством прямого преобразователя является его простота конструкции. Его расчет заключается в выборе управляющего транзистора VT1 и подборе R1, C1 для обеспечения частоты задающего генератора 100кГц.



Рисунок 12

Рассчитаем время задающую цепочку R1-C1.

Зададимся сопротивлением R1=2.2кОм, тогда при частоте 100кГц емкость конденсатора:

Ф

Принимаем стандартное значение 750пФ.

Задающий генератор выполняем на микросхемах КР1561ЛЕ5 с напряжением питания 5В

В результате моделирования получили следующий вид сигнала с задающего генератора:



Рисунок 13

Силовой транзистор преобразователя должен удовлетворять условию:

где г- коэффициент заполнения

Данный тип генераторов не является симметричным. Для него время импульса в среднем превышает время паузы в 3 раза, поэтому г=0.75, откуда

А

Максимальное напряжение перехода коллектор- эммитер для однотактного преобразователя составляет удвоенное напряжение питания, т.е. 620В. Таким образом выбираем в качестве управляющего транзистора 2SC3148 с параметрами: максимальное напряжение перехода коллектор- эммитер U_кэmax=900В, максимальный ток коллектора I_kmax=5А, граничная частота f_г=30МГц, коэффициент усиления по току долее h_21э>10, максимальная мощность рассеяния на коллекторе транзистора Р_кmax=40Вт.[5]

Обратное напряжение диода VD1 не превышает напряжения питания, кроме того, он должен работать на частоте 100кГц. Поэтому выбираем диод 2Д2990А, с параметрами: максимальное обратное напряжение 600В, максимальный прямой ток 10А, рабочая частота 200кГц.

Схема моделирования и напряжение на выходе:

Рисунок 14

Рисунок 15

2.6 Расчет схемы питания микросхемы

Рисунок 16

Выбранная микросхема: DD1 не обладает жесткими требованиями к пульсации источника питания, поэтому стабилизация будет обеспечиваться стабилитроном VD1.

Напряжение питания микросхем 5В, потребляемый ток 80мА.

Ом

Определим напряжение, которое необходимо погасить на конденсаторе С3.

Примем U_vd =3В

Определяем сопротивление конденсатора С3



Определяем емкость С3

мкФ

Выбираем конденсатор 60мкФ

Принимаем время разряда конденсатора С3 ф=1мс

Следовательно, сопротивление R1 равно

Ом

Выбираем резистор 20 Ом. Выбираем схему двухполупериодного мостового выпрямителя.

Выбираем тип диодов 2Д246А с параметрами: I_{пр ср}=500мА; U_обрmax=40В.

Примем коэффициент пульсации емкостного фильтра К=0.05

мкФ

Принимаем С2=1100мкФ.

Емкость конденсатора С1 примем равной 0.01мкФ, для обеспечения фильтрации высокочастотных помех. Выбираем стабилитрон 2С151Т1 с параметрами U_{ст ном}=5.1B, U_стmin=4.8В, U_стmax=5.4В I=10мA.

Схема моделирования:

Рисунок 17



Рисунок 18

2.7 Расчет входной цепи

Выберем мостовую схему выпрямления.

Определим параметры диодов входящих в мост:

Как было определено ранее в расчете высокочастотного трансформатора, максимальный прямой ток через диоды составляет А.

Выбираем диоды КЦ503А с параметрами: U_{обр max}=500B; I_{пр max}=2А [4]

Принимаем коэффициент пульсации на выходе емкостного фильтра К=0.01:

Ом

мкФ

Выбираем конденсатор емкостью 2200 мкФ.

Сетевое напряжение проходит через помехоподавляющий фильтр, ослабляющий проникновение в сеть помех и образованный дросселями L1, L2, конденсаторами С1, С2. Дроссели L1 и L2 намотаны на общем магнитопроводе типоразмера К20x10x5 из феррита 2000НМ и содержат по 35 витков провода ПЭВ-1 0,4 каждый.

Рисунок 23- Входной фильтр

Конденсаторы С1 и С2 выбираются емкостью 0.068мкФ, т.е. предохраняют от высокочастотных помех.

2.8 Расчет сетевой части защиты по напряжению

Рисунок 24- Сетевая часть защиты по напряжению

Выберем тиристор VS1- Т131-50 с параметрами: максимальный прямой ток I_прмах=50А, ток включения I_вкл=150мА, максимальное напряжение, приложенное к электродам в закрытом состояние U_змах=1200В, максимальное падение напряжения в открытом состояние U_{от мах}=1.75В, напряжение отпирания U_отп=3.5В. [5]

Выбираем диод VD1- UF407 с параметрами: максимальное обратное напряжение 500В, максимальный прямой ток 10А. [5]

В случае срабатывания оптрона VU1 на R2 должно сформироваться постоянное напряжение, величиной не менее 3.5В. Определим параметры однополупериодного выпрямителя на диоде VD1. Рассчитаем среднее значение выпрямленного напряжения.

В

Зададимся током делителя 50мА, тогда сопротивление R1 и R2 составят:

R₁=Ом

R₂=Ом

Если принять стандартные значения R1=1.8кОм и R2=68Ом, то ток делителя 53мА и падение напряжения на R2 составит 3.6В, что удовлетворяет условию включения тиристора.

Определим емкость фильтра С1:

Задаваясь коэффициентом пульсаций q=0.1, получим:

мкФ

Принимаем значение С1 100мкФ

Как было рассчитано ранее, максимальный рабочий ток через предохранитель составляет 1.32А. Значит выбираем предохранитель с током перегорания 2А: ВП1-1-2А.

Заключение

В данной курсовой работе мы рассчитали вторичный импульсный источник питания с заданными характеристиками. Нами была выбрана схема прямого преобразователя, схемы стабилизаторов с применением аналоговых интегральных микросхем для одного канала, схема защиты по превышению напряжения на стабилизаторе и короткому замыканию на нагрузке.

Литература

1. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Справочник. Под. ред. Г.С.Найвельта М., Радио и связь. 1985г.

2 Л.Н.Бочаров и др. Расчёт электронных устройств на транзисторах. М., Энергия 1978г.

3 Г.П. Вересов Электропитание бытовой радиоэлектронной аппаратуры. М.: Радио и связь 1983.

4. В.И.Галкин и др. Полупроводниковые приборы. Справочник. Мн., Беларусь.1987г.

5. http://www.ti.com/ Texas Instruments Incorporated.

Размещено на Allbest.ru

...