Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Аннотация
• 1. Задание на расчетно - графическую работу
• 2. Расчетная часть
• 2.1 Расчет токоограничивающего резистора светодиода индикации
• 2.2 Расчёт режима работы стабилизатора
• 2.3 Выбор элементной базы выпрямителей
• 2.4 Расчет параметров сглаживающего фильтра
• 2.5 Расчет параметров трансформатора
• 2.7 Выбор защитного предохранителя
• Заключение
• Список использованных источников
• Аннотация
• В данной расчетно-графической работе произведен расчёт стабилизированного источника питания согласно методическим указаниям по выполнению расчетно-графической работы [1], а также построена электрическая принципиальная схема стабилизатора.

1. Задание на расчетно-графическую работу

Тема: «Расчет стабилизированного источника питания»

Исходные данные для расчета:

- Параметры питающей сети: напряжение 230 В ±10 %, частота 50 ±1Гц.

- Выходное напряжение 8В ± 5%, уровень пульсаций не более 0,15 В.

- Выходной ток не менее 0,5 А.

- Диапазон изменения температуры окружающей среды:

tСmin= -10 °C; tCmax= +60 °C.

студент : Прилепский М.В.

группа 71КЭ - в

шифр 150690

проверил преподаватель: Багров В.В.

2. Расчетная часть

2.1 Расчет токоограничивающего резистора светодиода индикации

Для индикации наличия выходного напряжения стабилизатора используется светодиод HL1. Выберем светодиод типа GNL 3012GD Green 3мм, со следующими параметрами: [2]

UHL=2.1 В

IHL= 2Ч10-3 А

Так как светодиод применяется для индикации, ограничим ток его
потребления IHL=5Ч10-3А.

Сопротивление R1 рассчитаем по формуле

(1.1)

Где, IHL - ток через светодиод;

UHL - прямое падение напряжения на светодиоде.

После расчета выберем ближайший номинал сопротивления резистора R1 из стандартного ряда Е6, R1=3,3 кОм

Мощность, выделяемая на R1, определяется по формуле

(1.2)

Выбираем тип и марку резистора R1из справочника

CF-25 (С1-4) 0.25 Вт, 3.3 кОм, 5% [3]

2.2 Расчёт режима работы стабилизатора

Величину сопротивления нагрузки можно найти по формуле

(2.1)

Выбор ИС стабилизатора

Для расчёта выберем стабилизатор LM7824C, основные характеристики которого приведены в таблице 2.1 [4]

Таблица - 2.1 основные характеристики ИС L7824C

Напряжение на входе стабилизатора (выходе выпрямителя) рассчитывается по формуле

(2.2)

4 Рассчитаем напряжение на входе стабилизатора при U

сети - 10%

(2.3)

Рассчитаем напряжение на входе стабилизатора при U

сети +10%

(2.4)

Рассчитаем диапазон изменения выходного напряжения на стабилизаторе

(2.5)

Рассчитаем суммарную нестабильность выходного напряжения стабилизатора, пользуясь справочными данными:

коэффициент нестабильности по напряжению

;

коэффициент нестабильности по току

;

Коэффициент нестабильности по температуре

ДV0/T = 1 mV/C°

= (0,001 ч 8) Ч 100 = 0,013% (2.6)

Суммарная нестабильность выходного напряжения стабилизатора

% (2.7)

Так как соблюдается условие < 5%, то выбранная ИС L7808C удовлетворяет техническому заданию.

2.3 Выбор элементной базы выпрямителей

Выберем тип выпрямителя В2 - однофазный мостовой. Основные характеристики неуправляемых выпрямителей приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - сравнительные характеристики неуправляемых выпрямителей

Рассчитаем пиковое повторяющееся обратное напряжение UДОБР

(3.1)

Где k = 1.85 - коэффициент запаса для защиты от повторяющихся и кратковременных перенапряжений.

(3.2)

2 Номинальный ток диода должен быть больше величины IДПР

(3.3)

Где k - коэффициент запаса, учитывающий перегрузку.

Определим рассеиваемую мощность на диодном мосте по
формуле

(3.4)

Расчётным условиям выпрямителя удовлетворяет однофазный диодный мост RS402.[5] Его характеристики приведены в таблице 3.2

Таблица 3.2 - характеристики диодного моста RS401 - RS407

2.4 Расчет параметров сглаживающего фильтра

Емкостный сглаживающий фильтр нагружен на эквивалентное сопротивление RЭ.

RВХ.DA - входное сопротивление ИС, определяется по формуле

IПСТ - ток покоя стабилизатора (определяется по справочнику)

IПТС = 6Ч10-3 А

Подставим данные из формулы (4.2) в (4.1) для расчета эквивалентного сопротивления.

Рассчитаем емкость конденсаторного фильтра

Пульсность схемы для двухполупериодной схемы m=2, коэффициент КП = = 0,019

Выберем ближайший номинал емкости конденсатора С1 из стандартного ряда Е12, С1=8200 µФ 2 шт.. [6]

Рабочее напряжение конденсатора определим из условия

(4.4)

Выбираем тип и марку конденсатора С1 из справочника
(К50 - 35), 25 В,8200 м?, 105°С,+/-20% [6]

Конденсаторы С2 = 0,33 м? и С3 = 0,1 м?, предназначены для фильтрации высокочастотных помех и наводок, а так же повышения стабильности работы интегрального стабилизатора. И выбираются из технической документации ИС.

2.5 Расчет параметров трансформатора

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора рассчитаем по формуле

Где, k - коэффициент запаса для учета возможных отклонений, k=1,1.

UДПР= 1,1 В (прямое падение напряжения на диоде). Подставим эти значения в формулу (5.1).

Рассчитаем мощность вторичной обмотки трансформатора

Рассчитаем габаритную мощность трансформатора, для этого выберем ориентировочные значения величин для расчёта трансформаторов из таблицы 5.1

Таблица 5.1 - ориентировочные значения для расчёта трансформатора



Найдем площадь сечения сердечника, см2

Где, б = 2…3 - коэффициент неплотности намотки трансформатора.

Рассчитаем поперечное сечение сердечника с учетом коэффициента заполнения сердечника сталью (см. таблицу 5.2).

Таблица 5.2 - коэффициент заполнения в зависимости от толщины ленты

Из справочника выбираем сердечник ОЛ40/64-32 Sc=3,84 см2

Определим число иктов обмоток

Рассчитаем число витков первичной обмотки



Рассчитаем число витков вторичной обмотки

Определим диаметры провода вторичной обмотки мм, по формуле

Выберем реальный диаметр провода из справочника, номинальный диаметр медной жилы d2=0,4 мм. Обмоточный провод марки «ПЭЛ» имеет диаметр 0,42 мм.

Рассчитаем максимальный ток первичной обмотки

Определим диаметры провода первичной обмотки мм, по формуле

Выберем реальный диаметр провода из справочника, номинальный диаметр медной жилы d1=0,125 мм. Обмоточный провод марки «ПЭЛ» имеет диаметр 0,15 мм.

Рассчитаем площадь окна сердечника



Где d - внутренний диаметр тороидального сердечника.

Рассчитаем суммарную площадь сечения обмоток (первичной и вторичной)

Рассчитаем разместятся ли обмотки в окне сердечника, если

Soc ? бЧSE, значит обмотки разместятся в окне сердечника.

Где б = 1,1…1,3 - коэффициент неплотности намотки.

Условие выполняется, значит, обмотки разместятся в окне сердечника.

2.6 Тепловой расчет

Рассчитаем мощность стабилизатора

Для проверки возможности использования ИС стабилизатора без
охладителя рассчитаем температуру кристалла ИС tj при максимальной
температуре окружающей среды, при Rthj-amb = 50°C.

стабилизированный источник питания

Для ИС L7808C максимально допустимое значение Tjmax = 150, так как выполняется условие tj < Tjmax ,следовательно, охладитель не требуется.

2.7 Выбор защитного предохранителя

Расчет защитного предохранителя FU1 делается исходя из условия IFU1?1,25I1max.

Выбираем тип и марку защитного предохранителя FU1 из справочника.

FU1 = 0,05А, 250В, 5Ч20мм. [7]

Заключение

В данной расчетно-графической работе был рассчитан стабилизированный источник питания, который включал в себя следующие элементы:

- защитный предохранитель;

- трансформатор с тороидальным сердечником;

- однофазный двухполуперидный мостовой выпрямитель;

- сглаживающий фильтр;

- интегральный стабилизатор;

- индикатор наличия напряжения на выходе стабилизатора.

Список использованных источников

1. В.В. Багров. Расчет сетевого стабилизированного источника питания. Орел, ОГУ им. И.С.Тургенева 2018г.

2. https://www.chipdip.ru/catalog/round-leds?from=suggest_group

3. https://www.chipdip.ru/product0/60457

4. https://www.chipdip.ru/product/l7808cv

5. https://www.chipdip.ru/catalog/aluminum-electrolytic-capacitors

6. https://www.chipdip.ru/product/kbl005

7. https://www.chipdip.ru/catalog-show/glass-fuses?from=suggest_grouя

8. ГОСТ 2.105 - 95. Общие требования к текстовым документам. Дата введения 1996-07-01. Взамен ГОСТ 2.105-79, ГОСТ 2.906-71

Размещено на Allbest.ru

...