Проектирование стабилизированного источника питания

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Января 2012 в 07:56, курсовая работа

Описание

В настоящее время средства вторичного электропитания представляют собой достаточно сложные устройства, которые содержат большое количество разнообразных функциональных узлов, выполняющих те или иные функции преобразования электрической энергии и улучшения ее качества. Прогресс в разработке и совершенствовании переносных, подвижных и стационарных автономных объектов различного назначения, территориально удаленных от промышленных энергетических систем и снабженных автономными первичными источниками электрической энергии типа аккумуляторных или солнечных батарей, топливных элементов, ядерных источников и т. п., вызвал повышенный интерес инженеров и ученых к области питания радиоэлектронной аппаратуры и систем автоматики от первичной сети переменного тока.

Содержание

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ ……………………………………………………… 3
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………… 4
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР …………………………………………… 6
1.1 Основные параметры ……………………………………………………. 6
1.2 Выпрямительные устройства ………………………………………….... 7
1.3 Стабилизаторы напряжения ……………………………………………….. 12
1.3.1 Параметрический стабилизатор …..……………………………………….. 12
1.3.2 Компенсационный стабилизатор …………………………………………….14
1.3.3 Импульсные стабилизаторы ……………………………………………….. 17
2. ВЫБОР СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ………………………………………… 20
3. Расчет параметров компонентов структурной схемы .. 21
4. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА И РАСЧЕТ
ЕЕ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ ……………………………………………….. 26
4.1 Расчет выпрямителя, трансформатора и фильтра ………………….……. 26
4.1.1 Расчет выпрямителя …………………….………………………………….. 27
4.1.2 Расчет трансформатора ………………….…………………………………. 28
4.2 Расчет стабилизатора ………………………………………………………… 32
4.3 Расчет схемы защиты ………………………………………………………… 40
4.3 Расчет радиатора …………………………………………………………… 41
5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ………………………………………………………... 42
6. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВА ………………………... 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………… 46
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………

Работа состоит из  1 файл

proba.doc

— 1.00 Мб (Скачать документ)
  1. Рассчитаем транзистор VT5

 Рассчитываем ток коллектора транзистора VT5

Находим напряжение коллектор-эмиттер VT5

 

        

      Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзисторa VT5  

 

 
 
 

    По  полученным значениям выбираем транзистор КТ815А с параметрами:

   IК.МАХ = 2 А;

   UКЭ.МАХ = 80 В;

   РК.МАХ = 5 Вт;

   h21Э4 = 17. 

Рассчитываем  сопротивление резистора R2

 

 
   

 
   

 

 
 

Выберем резистор С5-42-2,75– 61,8 Ом 

4.3 Расчет схемы защиты

      Схема защиты компенсационного стабилизатора  от перегрузки реализована на элементах VT6 и R5.

      

      Ток срабатывания защиты 

Рассчитываем  сопротивление R5.

    

 

                                 

 

 
 

Выберем резистор С5-16МВ-5– 0.12 Ом 

  Выбираем  транзистор VT6 из условия Iкэ6 = Iбэ3 ;

  

 

 

 

 
 

    По  полученным значениям выбираем транзистор КТ319А с параметрами:

   IК.МАХ = 0,015 А;

   UКЭ.МАХ = 5 В;

   РК.МАХ = 0,015 Вт;

   h21Э4 = 15. 
 
 

4.4 Расчет радиатора

      Мощность, которая рассеивается на коллекторе регулирующего транзистора VT3, равняется  46.627 Вт.  Максимально возможная мощность у выбранного транзистора 60Вт.  Это больше рассеиваемой мощности, но чтобы предупредить перегрев транзистора, установим его на радиатор.

       

 

 
 
 

       допустимая температура корпуса элемента в градусах Цельсия

S – площадь поверхности радиатора

 

        максимальная температура среды (воздуха) в градусах Цельсия

 

Выбрали температуру корпуса 1200С,   максимальную температуру окружающей среды 300С

Выберем алюминиевый радиатор.

Размеры основания: 70х70мм

Размер  ребра: 40х40мм

Кол-во ребер: 10

Площадь основания: 2х7х7=98 кв.см

Площадь ребра: 2х4х4=32 кв.см.

Общая площадь: 98+10х32=418 кв.см. 
 
 

      5. МОДЕЛИРОВАНИЕ

      Моделирование стабилизированного источника питания  производилось при помощи САПР «Electronics Workbench».

      Работа  устройства при нагрузке 1кОм и входном напряжении 110В представлена на рис.5.1.

       

      Рис.5.1

      Работа  устройства при нагрузке 1кОм и входном напряжении 82,5 В представлена на рис.5.2.

      Рис.5.2 

      Работа  устройства при нагрузке 1кОм и входном напряжении 137,5 В представлена на рис.5.3.

      Рис.5.3 

      Работа  устройства при нагрузке 5Ом и входном напряжении 110В представлена на рис.5.4.

      Рис.5.4 
 
 
 
 

      Работа  устройства при нагрузке 5Ом и входном напряжении 82,5 В представлена на рис.5.5.

      Рис.5.5 

      Работа  устройства при нагрузке 5Ом и входном напряжении 137,5 В представлена на рис.6.

      Рис.5.6

 

 

6. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВА 

      Печатная  плата представлена в приложении 3. На печатной плате не устанавливается трансформатор, диоды выпрямителя, фильтрующий конденсатор. Печатная плата изготавливается из любого фольгированного материала методом травления. На плате имеются 4 крепежных отверстия.

 

      Заключение

 

      В данной работе рассчитали, смоделировали  и проверили на практике работу стабилизированного блока питания.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Список  литературы

 
  1. Проектирование  стабилизированных источников электропитания радиоэлектронной аппаратуры/ Л. А. Краус, Г. В. Гейман, М. М. Лапиров-Скобло, В. И. Тихонов – М.: Энергия, 1980.-288 с., ил.
  2. Электроника: справочная книга/ Ю.А. Быстров, Я.М. Великсон, В.Д. Вогман и др.;  Под ред. Ю.А. Быстрова.–СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петергбургское отд-ние, 1996.– 544с.: ил.
  3. Ревич Ю.В. Занимательная электроника.– 2-е изд., перераб. И доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 720с.: ил.
  4. Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И.  Аналоговая и цифровая электроника (полный курс): Учебник для вузов. Под ред. О.П.  Глудкина.– М.: Горячая линия Телеком, 2005. – 768с.:ил.
  5. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. М.: Изд. Стандартов, 1992.-316 с.: ил.
  1. Браун М. Источники питания. Расчет и конструирование.: Пер. с англ. – К.: «Мк-Пресс», 2007. – 288с.;ил.
  1. Шрайберг  Г. 300 схем источников питания. Выпрямители. Импульсные источники питания. Линейные стабилизаторы и преобразователи: Пер. с франц. / Шрайберг Г. – М.: ДМК, 2000. – 224 с.: ил.
  1. М.А. Шустов Практическая схемотехника. Источники  питания и стабилизаторы. Кн. 2. / Шустов М.А. – М.: Альтекс а, 2002. – 191 с.:ил.
  1. http://www.chipinfo..ru
  1. http://www.radioradar.ru
  1. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя / Терещук Р. М., Терещук К. М., Седов С. А. Издательство “Наукова думка”, 1981 г.
  2. Справочник. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. / Березин О. К., Костиков В. Г., Шахнов В. А., 2000 г., “Три Л”, 2000 г.
  3. Источники электропитания радиоэлектронной аппратуры: Справочник/Г.С. Найвельт, К.Б. Мазель, Ч.И. Хусаинов и др.; Под ред.  Г.С. Найвельта.– М.: Радио и связь, 1985.–576с., ил.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Приложение 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Приложение 2

Зона Поз. обозначение Наименование Кол Примечание
    Транзисторы 1  
  VT1 KT603А 1  
  VT2 КТ815А 1  
  VT3 KT819А 1  
  VT4 KT201В 1  
  VT5 КТ815А 1  
  VT6 КТ319А 1  
    Резисторы    
  R1  МЛТ  – 2.0 –657Ом 1  
  R2 С542 - 2.75 - 61.8Ом 1  
  R3                             МЛТ – 0.125 –6,4кОм 1  
  R4 МЛТ – 0.125 – 1 кОм 1  
  R5 С5 - 16МВ – 5 – 0,12Ом 1  
  R6 МЛТ – 0.125 – 5,4Ом 1  
  R7 МЛТ – 0.125 – 1,8Ом 1  
  R8 МЛТ – 0.125 – 10,8кОм 1  
  R9 МЛТ- 0.125 – 8,2кОм 1  
  Т трансформатор 1  
    Стабилитроны    
  VD1 KC509A 1  
  VD2 2C191Ж 1  
 
           
         
         
          ИСТОЧНИК  ПИТАНИЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Литера Масса Масш.
Изм Лист № докум  Подпись Дата   у      
Разраб.  Иванова  Е. В.    
Провер, Сердюков  Н.А.    
Н.контр       Лист 1 Листов 1
          ВоГТУ, гр. ЭМ-31
       
       
 

Приложение 2

Зона Поз. обозначение Наименование Кол Примечание
  С Конденсатор К50 – 16 – 50 -1015 1  
    Мостовая  схема    
  Д1-Д4 КД202А 4  
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
 
           
         
         
          ИСТОЧНИК  ПИТАНИЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Литера Масса Масш.
Изм Лист № докум  Подпись Дата   у      
Разраб.  Иванова  Е. В.    
Провер, Сердюков  Н.А.    
Н.контр       Лист 1 Листов 1
          ВоГТУ, гр. ЭМ-31
       
       

Информация о работе Проектирование стабилизированного источника питания