Техническое задание

Напряжение на выходе первого канала блока питания (БП): +9В

Напряжение на выходе второго канала БП: -5,2В

Номинальный ток нагрузки первого канала БП: 2,5А

Номинальный ток нагрузки второго канала БП: 2А

Нестабильность входного напряжения БП: 20%

Нестабильность выходного напряжения БП: 1,5%

Уровень пульсации на выходе первого канала БП: 20мВ

Уровень пульсации на выходе второго канала БП: 5мВ

Максимальная температура окружающей среды:

Минимальная температура окружающей среды:

1.Выбор и расчет функциональной схемы сэу

1.1.Электрическая структурная схема управляющего устройства

Рис. 1.1.1. Микропроцессорная система управления подачей топлива в цилиндры транспортного дизеля:

- Блоки, содержащие СЭУ

На рис. 1.1.1.показан пятиканальный сетевой блок питания. В задании на курсовой проект число выходных каналов блока не превышает двух. Такое количество каналов, как показала практика, достаточно для оптимального объема расчетов и проектных работ.

В соответствии с исходными данными задания на разработку двухканального электронного блока питания определяем состав его электрической функциональной схемы.

Рис.1.2.1. Электрическая функциональная схема блока питания

Схема должна включать:

-силовой трансформатор;

-два выпрямителя на полупроводниковых диодах;

-два сглаживающих фильтра, построенные на конденсаторах большой емкости;

-два компенсационных стабилизатора напряжения.

Каждая схема компенсационного стабилизатора содержит регулирующий транзистор, усилитель постоянного тока и резистивный датчик, выполняющий одновременно функции задатчика выходного напряжения.

Один из возможных вариантов электрической функциональной схемы блока питания представлен на рис.2.1. Схема включает следующие блоки:

А1-силовой трансформатор;

А2,А6-выпрямители с фильтрами;

А3,А7-регулирующие транзисторы;

А4,А8-усилители постоянного тока;

А5,А9-датчики обратной связи, совмещающие функции задатчиков выходного напряжения.

Представленное в пунктах 1,2 представлено копированием результатов, рассчитано в SMath Studio.

1.2.1.Оценка кпд компенсационных стабилизаторов и габаритной мощности силового трансформатора.

1.2.1.1. Кпд компенсационных стабилизаторов

; (1)

(2)

, где

; (3)

; (4)

; (5)

. (6)

-относительная нестабильность входного напряжения

-минимальная разность потенциалов между коллектором и эмиттером регулирующего транзистора, обеспечивающая его работу в нормальном активном режиме.

- падение напряжения на диоде выпрямителя.

Для кремниевых транзисторов величина не превышает 4В, а в кремниевых выпрямительных диодах малой и средней мощности прямое падение напряжения не превышает 1В.

Данные для расчета формул (1)-(6):

; ;;;;.

,

,

,

,

,

.

1.2.1.2. Габаритная мощность

Задаемся КПД трансформатора величиной порядка 84… 86%:

.

Рассчитываем габаритную мощность силового трансформатора:

(7)

,где

; (8)

. (9)

Данные для расчета формул (7)-(9):

; ;;.

,

,

.

1.2.2. Расчет мощности, рассеиваемой регулирующими транзисторами

; (10)

(11)

,где

; (12)

(13)

,где

; (14)

. (15)

Данные для расчета формул (10)-(15):

;;;;;;;.

,

,

,

,

,

.

1.2.3. Расчет абсолютного коэффициента стабилизации схем.

; (16)

(17)

,где

; (18)

; (19)

. (20)

Данные для расчета формул (16)-(20):

; ;;;;;.

,

,

,

,

.

1.2.4. Расчет необходимого коэффициента усиления схем усилителей

Расчет проводим по формуле для определения коэффициента стабилизации:

(21)

,где K_у -искомый коэффициент усиления УПТ;

K_д -коэффициент передачи датчика выходного напряжения, совмещающего функции корректора U_вых;

K_ур -коэффициент усиления по напряжению регулирующего элемента;

K_{п вх} -коэффициент передачи входного напряжения напрямую через регулирующий элемент.

Поскольку датчики А5, А9 используются для коррекции выходного напряжения стабилизаторов, то их коэффициенты передачи могут изменяться в пределах:

K_д =0,7...0.9.

Целесообразно задаться минимальным значением этого коэффициента:

K_д =0,7.

Простейшие схемы компенсационных стабилизаторов имеют K_пвх, незначительно отличающийся от единицы. Принимаем:

K_{п вх}=1.

Коэффициент усиления регулирующего элемента, который в большинстве случаев включается по схеме ОК, также близок к единице.

Принимаем:

K_ур=1.

Таким образом:

; (22)

. (23)

Данные для расчета формул (20)-(23):

; ;;;.

,

.

Итак, получены все данные для выбора и расчета остальных элементов электрической принципиальной схемы блока питания. Целесообразно начать расчет схемы с большим значением Kу.

,

.