- •Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (тусур)
- •Содержание
- •Приложение
- •1 Анализ технического задания
- •1 Описание и принцип работы схемы
- •2 Выбор системы управления
- •3 Расчёт элементов
- •3.1 Расчет силовой части схемы.
- •Выбираем диоды vd1-vd4 1n4003 с параметрами:
- •3.2 Расчет системы управления.
- •Выбираем переменный резистор r-0904n-a25k.
- •Список используемых источников
2 Выбор системы управления
Обобщенная структурная схема системы управления приведена на рис. 3.1.
Рисунок 3.1 – структурная схема системы управления
Здесь:
Д – датчик тока;
СУ – согласующее устройство;
∑ - суммирующий усилитель;
УК – устройство коррекции;
Пр – широтноимпульсный преобразователь;
УМ – усилитель мощности;
ИОН – источник опорного напряжения.
Рассмотрим каждое звено структурной схемы в отдельности:
Датчик тока:
Датчик тока (рис.3.2) служит для формирования тока, пропорционального выходному стабилизируемому параметру.
В качестве датчика тока используем шунт ШСМ 75-0,1-5А.
Рисунок 3.2 –резистивный датчик тока
Согласующее устройство:
Согласующее устройство нужно для согласования уровня выходного напряжения датчика с уровнем необходимого напряжения для работы стабилизатора.
Для датчика тока в качестве согласующего устройства используется инвертирующий ОУ (рис.3.3), который усиливает сигнал до уровня, удобного для дальнейших преобразований.
Рисунок 3.3 –Инвертирующий ОУ.
Источник опорного напряжения:
ИОН предназначен для создания эталонного напряжения стабильного во времени и независящего от температуры. Схема ИОН, используемого в преобразователе, изображена на рисунке 3.6.
Рисунок 3.6 – Схема источника опорного напряжения
Дифференциальный усилитель:
Рисунок 3.7 – Схема дифференциального усилителя.
Широтноимпульсный преобразователь:
ШИМ-преобразователь предназначен для преобразования сигнала с выхода интегратора в импульсы определенной длительности.
Структурная схема широтноимпульсного преобразователя приведена на рис.3.7:
Рисунок 3.7 – Структурная схема широтноимпульсного преобразователя
ГЛИН – генератор линейно изменяющегося напряжения:
В нашем устройстве вместо ГЛИНа будем использовать ГПН – генератор пилообразного напряжения со стабилизатором тока. Его принципиальная схема приведена на рис.3.8:
Рисунок 3.8 – Схема ГПН со стабилизатором тока.
Задающий генератор:
Задающий генератор предназначен для генерирования импульсов, которые необходимы для запуска генератора линейно нарастающего напряжения.
Рис.1.4.5 - Схема автоколебательного мультивибратора на операционном усилителе
3 Расчёт элементов
3.1 Расчет силовой части схемы.
Ток первичной обмотки трансформатора:
Коэффициент трансформации:
,
где:
U1- входное напряжение принимаем равным 160В, учитывая, что максимальный ток возникает при минимальном напряжении;
U2 = 2Uвых, т.к. сигнал во вторичной обмотке – это прямоугольные импульсы сγ= 0.5. Следовательно,U2 = 40В.
Отсюда:
Ток первичной обмотки:
По результатам расчетов был выбран n-канальный полевой транзисторIRF730 со следующими параметрами:Uсиmax=400В,Iсmax=5.5А. Преимуществом данного транзистора является невысокая стоимость.
Рассчитаем номинальное сопротивление нагрузки схемы:
Рассчитаем выходной фильтр из условия:
Rn>>
Отсюда: C>>
Выберем конденсатор К73-17 имп, 1 мкФ, 250 В, 5%.
Рассчитаем максимальное обратное напряжение, прикладываемое к диодам выпрямителя:
Ток, протекающий через диоды выпрямителя: Ivd=I1=0.75A.