Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра ИИТ

Расчетно-графическая работа

по курсу: «электроника»

Проектирование источника питания для радиоэлектронной аппаратуры

Факультет: ФЭН

Группа: Эн1-32

Студент: Максюкова А.Д.

Вариант: № 11

Преподаватель: Ерушин В.П.

Дата выполнения работы: 10.06.15

Оценка о защите:

Новосибирск 2015

Задание к расчетно-графической работе:

1. Рассчитать параметры стабилизатора напряжения

2. Рассчитать параметры фильтра в соответствии с заданной для него схемой

3. Рассчитать параметры выпрямителя в соответствии с заданной для него схемой

4. Рассчитать параметры трансформатора

5. Смоделировать схему источника питания на основании рассчитанных параметров стабилизатора, фильтра, выпрямителя и трансоформатора.

Исходные данные:

αmax/αmin	Uвых	Iнаг.max/Iнаг.min	Кп.вх	Uвых.m1	Кст.
0,15/0,12	±15 В	3000/2000 мА	0,05	0,04 В	10

Схема выпрямителя:

Схема фильтра:

Расчет параметров стабилизатора

В данной работе рассматривается компенсационный стабилизатор напряжения, схема которого приведена ниже:

VT1 - VT3 - составной транзистор (Схема Дарлингтона)

Назначение составного транзистора - регулирующий элемент (Р.Э.) Регулирует падение напряжения между коллектором и эмиттером VT1, поддерживая Uвых ≈ const.

VT4 - усилительный транзистор (I_KVT4 ≈ 3 5 мА).

1) Выбор числа транзисторов

Число транзисторов зависит от величины тока нагрузки:

Если I_Н < (0,02 0,03) А - один транзистор

Если (0,02 0,03) < I_Н < (0,5 0,6) А - два

Если I_Н > (0,4 0,5) А – три.

В нашем случае ток нагрузки составляет I_наг.max=2300 мА, поэтому выбираем 3 транзистора.

2) Определение основных параметров

(3 5) - падение напряжения на VT1. Здесь оно составляет 5 В, т.к. U_вых =15 В.

3) Выбор транзисторов

Выбор VT1

В качестве VT1 выбираем КТ 829 А с параметрами:

;

Выбор VT2

Следовательно, транзистор VT2 не нужен

Выбор VT4

В качестве VT4 (VT_у) выбираем КТ 315 В по принципу унификации, чтобы схема была более ремонтопригодна.

4) Выбор стабилитрона

Предварительно выбираем КС 512 А с параметрами:

Выбор R₂

Округляем до ближайшего меньшего стандартного значения.

По ряду Е24 выбираем R₂=560 Ом

Проверка стабилитрона по току.

Условие выполняется

5) Выбор резисторов R₃, R₄, R₅. (Сравнивающий делитель напряжения)

R4 – регулирует выходное напряжение, но по условию задания нет задачи регулировки напряжения на выходе, поэтому резистор R4 в рассматриваемой схеме будет отсутствовать.

Определим суммарное значение сопротивлений R₃ и R₅ из условия, что ток через нагрузку должен быть основным (примерно 90%).

0,6 В – падение напряжения на открытом p-n переходе эмиттер-база.

Округляем до ближайшего стандартного значения по ряду Е24.

R₅=43 Ом

Принимаем R₃=10 Ом

Выбираем R3, R5

R3=10 Ом МЛТ-0,125

R₅=43 Ом МЛТ-0,125

6) Выбор r1

_{Выбираем ближайшее стандартное значение по ряду Е24.}

_{В качестве R1 выбираем:}

_{R1=2 кОм МЛТ-0,125.}

Расчет параметров фильтра

Так как максимальный ток нагрузки I_н.max=3000 мА>1 А, то выбираем Г-образный (L, C₂) фильтр. Выбор основан на том, что индуктивность хорошо сглаживает относительно большие токи.

U_{вх.ф.ном} = 1,1·U_{вх.ст.ном} = 1,1·22,727 = 24,99 В

10% - потери в индуктивности

U_вх.ф.max = U_{вх.ф.ном}·(1 + α_max) = 28,75 В

1) Сопротивление R_L (вводится только для Г-образного фильтра)

Принимаем любое значение из полученного диапазона. R_L=1,5 Ом.

2) Сопротивление обмоток трансформатора

j – плотность тока в обмотках трансформатора.

при f_c=50 Гц и S_тр=(1÷200) ВА

Цифра 2 в предыдущей формуле используется т.к. трансформатор работает на 2 канала.

Принимаем .

В – индукция в магнитопроводе трансформаторе

B=(1,5÷1,6) Тл для холоднокатаной эл.тех стали марки 3412, при f_c=50 Гц.

3) Выбор диодов

Сопротивление диода в прямом направлении (открытом).

Выбираем диод Д 303 с параметрами:

I_пр.ср = 3 А; I_обр.ср. = 1 мА;

U_пр.ср.= 0,3 В; U_обр.max = 150 В.

4) Расчет Г-образного LC – фильтра

Выбираем дроссель Д 271

L_{одн.обм.} = 0,02 Гн

I_подм. = 4,5 А

R_обм.=0,162 Ом

Соединяем обмотки параллельно:

Определяем требуемое значение коэффициента сглаживания.

К_п = 0,67 - для двухполупериодного выпрямителя, работающего на активную нагрузку. Это же значение можно принять на входе LC – фильтра, т.к. у него нет входной сглаживающей емкости.

Для Г-образного фильтра K_п.вх.ф = K_п выпрямителя, работающего на чисто активную нагрузку.

U_С.расч.= 25 В.

В качестве конденсатора выбираем К 50-60 с параметрами:

U_ном= 25 В

C_ном= 4000 мкФ