Стабилизатор напряжения

    Внутренние  и внешние источники прерываний 

    Пять  режимов пониженного потребления: Idle, Power-save, Power-down, Standby и снижения  шумов ADC

Выводы I/O и корпуса 

    23 программируемые  линии ввода/вывода 

    28-выводной  корпус PDIP, 32-выводной корпус TQFP и  32-выводной корпус MLF

Рабочие напряжения

    2,7 - 5,5 В (ATmega8L)

    4,5 - 5,5 В (ATmega8)

Рабочая частота 

    0 - 16 МГц  (ATmega8)

2.1.4 Микросхема  К157УД2

 Двухканальный ОУ универсального назначения, обладающий низким уровнем собственных шумов (типовое значение напряжения шумов, приведенных ко входу ОУ, составляет 1,6 мкВ в полосе частот 20...20 000 Гц при сопротивлении источника сигнала равном 0). Операционный усилитель допускает большой диапазон входных дифференциальных напряжений, имеет защиту от коротких замыканий на выходе. 

 

Рис. 2.1.1 Назначение выводов ИМС К157УД2

Рис 2.1.2  Корпус 201.14-1

Чтобы каждый из ОУ с замкнутой петлей ООС работал  устойчиво, к соответствующим выводам (1, 14 или 7, 8) ИМС подключают корректирующие конденсаторы. Емкость конденсатора зависит от глубины обратной связи. Допускается подключать корректирующие конденсаторы также и между другими  выводами, например, между 1 и 13 (7 и 9) или  выводом 1 (7) и общим проводом двухполярного  источника питания. При значительной длине проводов, подводящих напряжение питания к выводам 11 и 4, следует  устанавливать дополнительный блокирующий  конденсатор. ИМС можно использовать в самых разнообразных устройствах  низкочастотной стереофонической аппаратуры.

Рис. 2.1.3 Типовая схема включения ИМС К157УД2

 

Рис 2.1.4 Зависимость коэффициента усиления от частоты усиливаемого сигнала для ИМС К157УД2 

Электрические параметры ИМС К157УД2:KуU, не менее VUвых, В/мкс, не менее Uвых max, В, не менее Uсм, мВ, не

 более fср, МГц Iпот, мA, не более Uпит, В

50 000 (0...50 Гц)

300...800 (20 кГц) 0,5 +-13 +-10 1 7 +-3...18

2.1.5 Микросхема  К561ЛА7

На операционном усилителе DA.1.1  построен неинвертирующий  усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. Компаратор на DA.1.1  устанавливается в состояние противоположного насыщения при достижении минимально допустимого напряжения сети. Порог его срабатывания определяется подстроечным резистором R1.

Компаратор на DA.1.2  опрокидывается в состояние  положительного насыщения(логический уровень 1),если напряжение на его прямом выходе (амплидуда синусоидального напряжения с катушки с трансформатора Т1 больше опорного напряжения на инверсном входе ─ при достижении максимально допустимого напряжения сети. Порог его срабатывания определяют подстроечным резистором R2.

2.1.6 Трансформатор

трансформатор питания – трансформатор малой мощности, предназначенный для преобразования напряжения электрических сетей в напряжение, необходимое для питания электронной аппаратуры, маломощного электрического оборудования и бытовых устройств, статических преобразователей энергии и т.д.;

2.1.7 Диоды

Диоды VD3,VD4  и  резистор R4  использованы в качестве логической схемы ИЛИ.Уровень логичского 0 на входе S RS-триггера на элементах DD 1.2 и DD1.3 присутствует при установке  в состояние положительного насыщения  любого из компараторов.Появляется потенциал положительного напряжения и срабатывает исполнительное устройсво, отключающее нагрузку 

 

    2.2 РАСЧЁТ БЛОКА ПИТАНИЯ 

    Таблица 2.1. Исходные данные к расчету.

Uн, В	Iн, А	Амп. Uпульс, %	f сети, Гц	Ном. Uсети, В	ΔUсети, %	Т окр, °С	ΔUи, %	Пред.регул ΔUвых, %.
12	10	0,05	50	220	+10/-15	-10…+40	±2	±10

 

    1. Выбираем микросхему типа К157УД2 с параметрами, приведенными в  таблице 2.2.

    Таблица 2.2. Параметры микросхемы К157УД2.

Uвых, В	Iвых, А	Uвх, В	Uп.д., В	Кu, % В	Кi, % А	α, % °С	Ррас, Вт	Iпот, мА	Кст, дБ	Долг.стаб. %/500 час
3…30	1	9…45	≥3	≤0,05	≤0,25	≤0,01	6	≤10	≥40	≤0,15

 

    2. Для обеспечения необходимого  тока нагрузки необходимо применить  транзистор КТ617Г, параметры которого  приведены в таблице 2.3. 
 

    Таблица 2.3. параметры транзистора КТ617Г.

Iк.max, А	Uкэ., В	Pк.max, Вт	tmax,ºС	h21э	Iк(Iэ), А	Iкбо, мА	fгр, МГц	Cк, пФ	Rт, ºС/Вт
15	70	100	125	20…100	15	30	50	800	1

 

    3. Рассчитываем минимальное входное  напряжение:

    

    где:

    

    

    

    4. Номинальное входное напряжение:

    

    5. Максимальное входное напряжение:

    

    6. Определим максимально допустимый  ток, выбранной микросхемы из  условия не превышения допустимого  P_рас ИМС:

    

    7. Расчёт элементов R1…R4

    Принимаем: I_д=1,5 мА, а U_оп=2,4±10%

    

    

    

    

    

    где:

    

    Тогда:

    

    

    8. Расчет мощности, рассеиваемой резисторами.

    P_Ri=I_д²×R_i

    P_R1=(1,5·10^-3)²·1,5·10³=3,3·10^-2 Вт

    P_R2=(1,5·10^-3)²·711=1,6·10^-3 Вт

    P_R3=(1,5·10^-3)²·1,44×10³=3,24·10^-2 Вт

P_R4=

    9. Расчет КПД стабилизатора.

    

    где I_вх=I_вых+I_пот

    

    10. Расчет нестабильности.

    а) по току

    

    б) по напряжению

    

    в) по температуре

    

    

    10. Мощность рассеивания

    Р=(U_{вх макс}-(U_н-ΔU_н))I_н=(13,5-(5-0,5))·10=90 Вт 

    11. Расчёт номинала конденсаторов.

    Величина  С1 для микросхем серии 142 должна быть не менее 2,2 мкФ, т.е. принимаем  С1=220 мкФ.

    На  выходе электролитический конденсатор  должен быть величиной от 15 до 25 мкФ, принимаем С3=22 мкФ.

 

    2.3 ВИБОР  ЕЛЕМЕНТНОЙ  БАЗИ 
 

    Резисторы:

    R1=100 кОм  МЛТ-0,125-100кОм±10%

    R2=100 кОм  МЛТ-0,125-100 кОм±10%

    R3=1 кОм            МЛТ-0,25-1 кОм±10%

    R4=10 кОм  МЛТ-0,125-10 кОм±10%

    R5=10 кОм  МЛТ-0,125-10 кОм±10%

    R6=3 кОм  МЛТ-0,125-3 кОм±10%

    R7=1,5 кОм  МЛТ-0,125-1,5 кОм±10%

    R8=1 кОм  МЛТ-0,25-1 кОм±10% 

    Конденсаторы:

    С1=220 мкФ  КМ-3a-Н30 220 мкФ

    С2=22 мкФ   КМ-3a-Н30 22 мкФ

    С3=22 мкФ  КМ-3a-Н30 22 мкФ

    С4=220 мкФ  КМ-3a-Н30 220 мкФ

    С5=100 мкФ  КМ-3a-Н30 100 мкФ

    С6=0,1 мкФ  КМ-3a-Н30 0,1 мкФ 

       Транзисторы :

        VT1                         КТ617Г 

         Диоды:

        VD1                         КД522А

        VD2                         КС612А

        VD3, VD4               КД522А

        VD5-VD8                КД209А

        VD9                         ДВ14Д

      

       Переключатель

        SA1                          ВГ-15К-2с

     

        Микросхемы:

        DA1.1                      К157УД2

        DA1.2                      К155УД2

        DD1.1- DD1.4         К516ЛА7

        Предохранитель плавкий ПМ-1

        Кнопка К-1-1 
 

     2.3.1Транзисторы.

КТ617Г.

Предназначены для работы в схемах усилителей высокой  промежуточной и низкой частоты.

Выпускаются в пластмассовом корпусе. Обозначение  типа приводится на этикетке.

Масса транзистора не более 0,18 г.

     Электрические параметры.

Граничное напряжение при Iэ=5 мА не менее	25В
Напряжение  насыщения коллектор-эмиттер при  Iк=20 мА	0,4В
Напряжение  насыщения база-эмиттер при Iк=20 мА	1,1.В
Статический коэффициент передачи тока в схеме  с общим эмиттером при Uкэ=10В, Iк=1мА	50-350
Постоянная  времени цепи обратной связи на высокой  частоте при Uкб=10В, Iэ=5мА не более:	500нс
Модуль  коэффициента и передачи тока при  Uкэ=10В, Iк=1мА f=100Мгц не менее:	2.5
Емкость коллекторного перехода при Uкб=10В не более:	7пФ
Входное сопротивление при Uкэ=10В Iк=1мА не менее:	40Ом
Выходная  проводимость при Uкэ=10В Iк=1мА не более:	0.3мкСм
Обратный  ток коллектора при Uкб=10В не более:	1мкА
Обратный  ток коллектор-эмиттер при Rбэ=10кОм Uкэ=Uкэ макс не более:	1мкА
Обратный  ток эмиттера при Uбэ=5В не более:	30мкА