Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Января 2012 в 07:56, курсовая работа
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.
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 …………………
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.
В
данной работе рассчитали, смоделировали
и проверили на практике работу стабилизированного
блока питания.
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 | С5 – 42 - 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