Содержание 

Введение 4

1. Обзор схем стабилизированных вторичных источников питания 4

1.1. Блок питания на 0 – 12 В 4

1.2. Простой блок питания на 5 В и 0,5 А 6

2. Расчет  вторичного источника питания 7

2.1. Расчет выпрямителя 7

2.2. Расчет стабилизатора 8

2.2.1. Расчет операционного усилителя 10

2.2.2. Расчет выпрямителя 11

2.3. Расчет RC – фильтра 11

2.4. Расчет трансформатора 13

3. Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе 15

Заключение 18

Список использованной литературы 19

Приложение А 20

Приложение Б 23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Стабилизированные вторичные источники питания  играют значительную роль в современной  электронике. На сегодняшний день спроектировано множество разновидностей схем вторичных  источников. Одной из наиболее простых  является схема вторичного источника  с применением однополупериодного выпрямителя и непрерывного компенсационного стабилизатора. Именно эта схема  и рассматривается в данной курсовой работе.

     Также рассмотрена распространённая схема  усилительного каскада на биполярном транзисторе.

1. Обзор схем стабилизированных вторичных источников питания

1. Блок  питания на 0 – 12 В

 

     Блок  питания работает от переменного  напряжения 12 В. Выпрямитель блока  питания образуют диоды Д1 – Д4, включенные по мостовой схеме, а стабилизатор выпрямленного напряжения – конденсаторы С1, С2, стабилитрон Д5 и транзисторы Т1 и Т2. Напряжение на выходе блока питания в пределах от 0 до 12 В регулируют переменным резистором R2. Наибольший ток, отдаваемый блоком питания в нагрузку (до 300 мА) ограничен допустимым прямым током диодов выпрямителя.

       
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 1.2 – схема блока питания на 0 – 12 В 

     В выпрямителе можно использовать диоды Д226 или Д7 с любым буквенным индексом. Переменный резистор R2 – ВК (с выключателем питания), желательно группы А чтобы его шкала, по которой устанавливается напряжение на выходе блока питания, была равномерной. В стабилизаторе вместо транзистора МП39 можно использовать транзисторы МП40 – МП42, а вместо П213 – транзисторы П214, П215, П201, П4 с любыми буквенными индексами. Коэффициент усиления транзисторов должен быть не менее 15. Стабилитрон Д813 можно заменить стабилитронами Д811, Д814Г или Д814Д. Наибольшее напряжение на выходе блока питания будет соответствовать напряжению стабилизации используемого в блоке стабилитрона. Шкалу резистора R2 следует отградуировать по образцовому вольтметру, подключенному к выходным зажимам блока.

     Достоинства схемы:

• Регулировка выходного напряжения от 0 до 12 В
• Регулировка выходного тока посредством замены диодов на более мощные
• Простая конструкция выпрямителя
• Малое максимальное обратное напряжение на вентилях
• Малый коэффициент пульсации
• Компенсационный стабилизатор

     Недостатки  схемы:

• Для выпрямителя нужно 4 диода
• Так как входное напряжение 12 В, поэтому нужен трансформатор с большим коэффициентом трансформации (например 18,3 если схема питается от сети 220 В)

2. Простой блок питания на 5 В и 0,5 А

     Блок  питания предназначен для питания  стабилизированным напряжением +5 В различных цифровых устройств с током потребления до 0,5 А. Трансформатор Т1 использован самодельный, выполненный на магнитопроводе ШЛ20х32. Обмотка I содержит 1650 витков провода ПЭВ-1 0,1, обмотка II – 55 витков ПЭВ-1 0,47. Для блока питания можно использовать подходящий готовый трансформатор мощностью более 7 Вт, обеспечивающий на обмотке II переменное напряжение 8…10 В при токе не менее 500 мА. 
 
 
 

       
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 1.3 – схема простого блока питания 5 В и 0,5 А 

     Регулирующий  транзистор VT2 укреплён на Г-образной дюралюминиевой пластине размером 50х50 и толщиной 2 мм, выполняющей функцию теплоотвода. Выводы базы и эмиттера пропущены через отверстия в плате и припаяны к соответствующим печатным проводникам. Контакт коллектора с печатным проводником осуществлён через радиатор транзистора, крепёжные винты с гайками и дюралюминиевую пластину.

     Достоинства схемы:

• Простая конструкция выпрямителя
• Малое максимальное обратное напряжение на вентилях
• Малый коэффициент пульсации
• Возможность регулировки напряжения при включении переменного резистора параллельно стабилитрону

     Недостатки  схемы:

• Для выпрямителя нужно 4 диода
• Так как входное напряжение 8 В, поэтому нужен трансформатор с большим коэффициентом трансформации (например 27,5 если схема питается от сети 220 В)

2. Расчет  вторичного источника  питания

 
 

Рис 1.1 Схема  стабилизированного источника питания 

Данные  для расчета блока питания:

R_H = 2,6 Ом; U_H = 24 В; U’ = 202 B; U’’ = 243 B; К_Uст = 720; схема 1, тип фильтра – RC. 

1. Расчет  выпрямителя

       

;

3 В, принимаем В;

;

Амплитудное значение силы тока:

9,23 = 29 (A);

(B);

Коэффициент трансформации

;

Стабилизатор  непрерывный компенсационный, напряжения на входе трансформатора В, В. Делаем вывод, что напряжение колеблется в пределах от  до . Принимаем минимальное значение В.

Минимальное значение напряжения на входе стабилизатора:

 В

Минимальное значение напряжения на выходе выпрямителя: 

 В

 В

Максимальное  значение напряжения на входе стабилизатора:

 В

Максимальное  значение напряжения на выходе выпрямителя:

 В

2. Расчет  стабилизатора

 

       

 В, А, В, В

Коэффициент запаса: , принимаем

Максимально допустимое значение силы тока:

 А 

Максимально допустимое значение напряжения на входе  стабилизатора: 

 В 

Максимально допустимое значение мощности на транзисторе: 

 Вт

     По  полученным значениям мощности, силы тока и напряжения из таблицы выбираем транзистор КТ8111В.

     Электрические параметры и предельные эксплуатационные данные транзистора КТ8111В.

 А,  В, Вт,

 А = мА

В нашем  случае , поэтому Ом

В соответствии с рядом Е24 выбираем Ом

     Выбираем  стабилитрон, исходя из условия, что  напряжение стабилизации должно быть меньше напряжения нагрузки . Из таблицы выбираем стабилитрон 2С139А.

     Электрические параметры и предельные эксплуатационные данные стабилитрона  2С139А:

 В, В, мА = А, Ом

Ом

 А=10,4 мА

Пусть кОм = Ом

 Ом

 В

 Ом

     Из  двух полученных нами коэффициентов  делителя выбираем наименьший.

Следовательно,

По расчетам получили, что  Ом. В соответствии с рядом Е24 принимаем Ом.

1. Расчет  операционного усилителя

 
 

 А = мА

Минимальный коэффициент усиления операционного  усилителя:

 

 мА

     По  полученным значениям тока и коэффициента усиления операционного усилителя  из таблицы выбираем операционный усилитель  К140УД17А.

     Электрические параметры и предельные эксплуатационные данные операционного усилителя  К140УД17А: В

2. Расчет  выпрямителя

 

 В (выбираем максимальное  значение напряжения на входе  трансформатора).

 В

Амплитудное значение силы тока: 

 А 

 А

Амплитудное значение напряжения: 

 В

 В

По полученным значениям силы тока и напряжения выпрямителя из таблицы выбираем диод В50-2. Электрические параметры  и предельные эксплуатационные данные диода В50-2: