Курсовая работа (т): Система импульсно-фазового управления полупроводниковым преобразователем

Принимаем R16=150Ом.

Проверка:

Iк.max > Iк.max расч.= (Uп - Uкэ.нас)/ R16=(15 - 0,6)/150=0,96 А;

А ≥ 0,96 А.

Находим ток коллектора Iк:

Iк=(Uп - Uкэ.нас - Uу.от)/ R16=(15 - 0,6 - 2,5)/150=0,079 А.

Падение напряжения на сопротивлении:

UR16= Iк* R16=0,079*150=11,85 В

Рассеиваемая мощность на сопротивлении R16:

PR16=UR16 2/ R16=11,852/150=0,94 Вт;

Выбираем резистор: R13 - МЛТ - 2 150Ом+5%.

Формирователь импульсов состоит из резистора R15, диода VD1 и конденсатора С2.

Принимаем:

Iдиф=10* Iб=10*0,0032=0,032 А,

где Iб - ток базы транзистора:

Iб= Iк/h21эср=0,079/25=0,0032 А,

где h21эср - средний статистический коэффициент передачи тока:

h21эср=(h21эmin+ h21эmax)/2=(30+20)/2=25.

Находим сопротивление R15:

=Uк/Iдиф=10/0,032=312,5Ом;

где Uк - напряжение на выходе компаратора и на входе формирователя импульсов, равное напряжнию на выходе операционного усилителя (из справочника), Uк=10 В.

Принимаем R15 = 300Ом.

Расчитываем мощность на сопротивлении R15:

PR15=Uк 2/ R15=102/300=0,333 Вт;

Выбираем резистор:

- МЛТ - 0,5 300Ом+5%.

Находим емкость С2:

Уравнение для напряжения на сопротивлении, через которое протекает ток перезаряда конденсатора:

Для последовательной RC цепи τ = R15*С2 из рисунка 16 Uдиф=Uбэ нас при t=3*tвкл, тогда:

С2=(3*10*10-6)/(300*ln*(10/0,6))=0,0355*10-6 Ф,

где Uбэ нас - напряжение насыщения база - эмиттер из таблицы 6.

Принимаем конденсатор С2=36нФ

Выбираем конденсатор (номинальные данные приведены в таблице 8):

С2=К74-5 36нФ50В±10%

Выбираем диод VD1 из условий:

Uобр ≥1,2* Uк=1,2*10=12 В;

Iпр ≥1,2* Iвх max=1,2*0,0333=0,04 А,

Iвх max= Uк/ R15=10/300=0,0333 A,

Принимаем диод (номинальные данные приведены в таблице 9):

VD1 - КД106А

Проверка:

Uобр ≥1,2* Uп

В ≥ 12 В;

Iпр ≥1,2* Iвх.max

,3 А ≥ 0,04 А.

Рисунок 18 - Осциллограммы СИФУ

8. Расчет блока питания

Блок питания должен вырабатывать напряжение ±15 В для питания операционного усилителя и ±3,48 В для сумматоров.

Для блока питания выбираем схему:

Рисунок 19 - Блок питания

Выбираем стабилизаторы напряжения:

Для DA5:

Uвых = - 15 В.

Iн = 24* Iпот оу + Iд = 24*0,006+0,000015=0,144015 А;

где Uвых - напряжение необходимое для питания ОУ равное Uп; Iн - ток нагрузки стабилизатора напряжения, определяемый количеством подключаемых ОУ; Iпот оу - потребляемый ОУ ток (из справочника); значение "24" зависит от количества каналов управления: 2 канала - 16, 3 канала - 24; 4 канала - 32; 6 каналов - 48; 8 каналов - 64.

Для DA6:

Uвых = + 15 В.

Iн = 24* Iпот оу + Iд = 24*0,006+0,000015=0,144015 А;

Выбираем стабилизаторы:

DA5 - LM337T: Uвых = - 15 В; Iн.max =1,5 А; Iпот= 50÷100 мкА

Корпус ТО-220(-)

DA5 - LM317T: Uвых = - 15 В; Iн.max =1,5 А; Iпот= 50÷100 мкА

Корпус ТО-220(+)

Выбираем трансформатор блока питания из условий:

) Выпрямленное напряжение на входе стабилизатора должно быть не менее 18 В, так как минимальное напряжение между входом и выходом стабилизатора должно быть не менее 2÷3 В; и на входе стабилизатора не более 35 В, так как максимальное входное напряжение 35 В.

) I2ф ≥ 1,2* Iпот оу = 1,2*0,006 = 0,0072 А.

Используются обмотки 7-8, 9-10 трансформатора ТАН1-127/220-50 (таблица 4), напряжение и ток которых соответственно равны U2ф=28 В; I2ф=0,24 А.

Выбираем диодный блок из условий:

Uобр ≥1,2* U2ф =1,2*28=33,6 В;

Iпр ≥1,2* Iпот оу =1,2*0,006=0,0072 А,

Принимаем диодный блок типа

Таблица 10 - номинальные данные диодного блока

Предельные значения параметров режима при Т=25ºС

 КД102Б

Iпр. ср. max, А

Т, ºС

f, кГц

Uобр, и, п max, В

Uобрmax, В

Iпрг, А

tи(tпрг), мс

fmax, кГц

0,1

50

1

200

300

0,6

0,1

20

где: Iпр.ср.max, мА - максимальный средний прямой ток диода;

Т оС - температура окружающей среды;

f, кГц - частота;

Uобр.и.пmax, В - максимальное повторяющееся импульсное напряжение выпрямительного диода;

Uобр.пmax, В - максимальное постоянное напряжение диода;

Iпрг, А - ток перегрузки выпрямительного диода;

tи(tпрг), мс - длительность одноразового импульса тока перегрузки (время перегрузки в течении переходного процесса);

fmax, МГц - максимально допустимая частота.

Тmax, ºС - максимально рабочая температура;кз(Uпр,ср), В - напряжение короткого замыкания (среднее прямое напряжение диода);

Iкз(Iпр,ср), А - ток короткого замыкания (средний прямой ток диода);

Iхх(Iобр,ср), мкА - ток холостого хода (средний обратный ток выпрямительного диода).

Проверяем по условию:

Uобр ≥1,2* U2ф =1,2*28=33,6 В;

В ≥ 33,6 В;

Iпр ≥1,2* Iпот оу =1,2*0,006=0,0072 А;

,1 А ≥ 0,0072 А.

В соответствии с рекомендациями по применению стабилизаторов напряжения, принимаем конденсаторы:

С3 - С6 - К50 - 22 - 2200мкФ 50 В.

Рассчитываем делитель напряжения:

Рисунок 20 - Делитель для получения напряжения UΣ

Принимаем входной ток ОУ равным 1500*10-9А.

IR18=10* Iвх оу=10*1500*10-9=0,000015 А;

IR17= IR18 + Iвх оу=0,000015+0,0000015=0,0000165 А;

Находим сопротивление делителя, принимая:

R18= R19 =2/3*RД=2/3*232000=154667Ом;

RД=Uвых/ IR18=3,48/0,000015=232000Ом;

Uвых= Uдоб=3,48 В.

Принимаем R18= R19 =160кОм.

R17=(Uп -Uвых)/ IR17=(15-3,48)/0,0000165=698182Ом;

Принимаем R17=680кОм.

Рассчитываем мощность на сопротивлениях:

PR17=(Uп -Uвых)2/ R17=(15-3,48)2/680000=0,00019 Вт;

PR18= PR19= Uвых2/ R18=3,482/160000=0,000076 Вт;

Выбираем резисторы:

R17 - МЛТ - 0,125 680кОм+5%;

R18 - МЛТ - 0,125 160кОм+5%;

R19 - МЛТ - 0,125 160кОм+5%;

Список используемых источников

1. Резисторы: Справочник/В. В. Дубровский, Д.М. Иванов, Н. Я. Пратусевич и др.; Под ред. И. И. Четверткова и В. М. Терехова. - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Радио и связь, 1991. - 528 с.: ил.

. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник/В. Я.

Замятин, Б. В. Кондратьев, В.М. Петухов. - М.: Радио и связь, 1987. -

с.: ил.

. Массовая радиобиблиотека основана в 1947 году выпуск 1155. Тиристоры справочник, Москва.: Радио и связь, 1990. - 269 с.: ил.

. Горячева Г. А., Добромысова Е. Р. Конденсаторы: Справочник. - М.:

Радио и связь, 1984. - 88 с., ил. - (Массовая радиобиблиотека. Вып.

).

. Диоды: Справочник/О. П. Григорьев, В. Я. Замятин, Б. В. Кондратьев,

С. Л. Пожидаев. - М.: Радио и связь, 1990. - 336 с.: ил. - (Массовая радиобиблиотека. Вып. 1158).

. Полупроводниковые приборы: транзисторы Справочник, под общей

редакцией Н.Н. Горюнова издание второе переработанное Москва энергатомиздат 1985 - 897 с.: ил.

. Справочные материалы приложенные к методическому указанию.