Пример курсовой работы по электротехнике: Проектирование стабилизированного источника питания

Содержание

Введение4

1.Аналитический обзор5

2.Выбор и анализ структурной схемы11

3.Разработка принципиальной схемы13

4.Расчётная часть14

Расчет стабилизатора14

Расчёт выпрямителя15

Расчёт трансформатора питания19

Расчёт элементов схемы стабилизатора.20

Заключение27

Список литературы.28

Выдержка из текста работы

Для работы электронных устройств (ЭУ) ответственного назначения необходимы стабилизированные источники питания, которые используются для питания анодных цепей электронных ламп, транзисторных и интегральных схем, различных цепей смещения и т.п.

Структурная схема стабилизированного источника питания ЭУ

Основными частями стабилизированного источника питания являются выпрямитель и стабилизатор постоянного напряжения (СПН)

Выпрямитель состоит из следующих элементов

- силового трансформатора;

- схемы выпрямления;

- сглаживающего фильтра.

Силовой трансформатор служит для повышения или понижения напряжения сети до необходимой величины. Схема выпрямления состоит из одного или нескольких вентилей, обладающих односторонней проводимостью тока и выполняющих основную функцию выпрямителя — преобразование переменного тока в постоянный (пульсирующий). Сглаживающий фильтр предназначен для уменьшения пульсаций выпрямленного тока. Стабилизатор постоянного напряжения предназначен для автоматического поддержания с требуемой точностью постоянного напряжения на нагрузке при изменении дестабилизирующих факторов в обусловленных пределах.

Целью работы является синтезирование блока питания с компенсационным стабилизатором напряжения (КСН). В компенсационных стабилизаторах производится сравнение фактической величины входного напряжения с его заданной величиной и в зависимости от величины и знака рассогласования между ними автоматически осуществляется корректирующее воздействие на элементы стабилизатора, направленное на уменьшение этого рассогласования.

Принимаем КСН последовательного типа, со следующей функциональной схемой.

КСН состоит из следующих функциональных блоков: регулирующего элемента (РЭ); схемы сравнения (СС), включающей в себя источник опорного напряжения и сравнивающий делитель, вырабатывающий сигнал рассогласования между выходным и опорным напряжениями; усилителя постоянного тока (У), усиливающего сигнал рассогласования между выходным и опорным напряжениями и управляющего работой регулирующего элемента.

Основными параметрами, характеризирующими стабилизатор, являются:

1. Коэффициент стабилизации, представляющий собой отношение относительного изменения напряжения на входе к относительному изменению напряжения на выходе стабилизатора.

где:

U_вх и U_вых — номинальное напряжение на входе и выходе стабилизатора.

ДU_вх и ДU_вых — изменение напряжений на входе и выходе стабилизатора.

Коэффициенты стабилизации служат основными критериями для выбора рациональной схемы стабилизации и оценки ее параметров.

2. Выходное сопротивление, характеризующее изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки и неизменном входном напряжении.

3. Коэффициент полезного действия, равный отношению мощности в нагрузке к номинальной входной мощности.

4. Дрейф (допустимая нестабильность) выходного напряжения. Временной и температурный дрейф характеризуется величиной относительного и абсолютного изменения выходного напряжения за определенный промежуток времени или в определенном интервале температур.

_{вых.
вых.
кр1.
1.min
VD1.max
вых.
кэ1.
вых.
кэ1.}

Uвх =	Uвх.min	=	47,85	= 49,33 В
	1 — а		1 — 0,03

Uвх.м.max = Uвх.max + (Iн.max — Iн.min)ro = 50,81 + (4 — 0)0,07	49,33	= 53,28 В
	4

_{кэ1.
вх.м.
вых.
кр1.
вых.
кр1.
кр1.
кр1.}

S’VT1 =	Р’кр1.max	=
	kt[tп.max — tокр.max — Р’кр1.max (Rt п-к + Rt к-m)]

=	35,99	= 1307 см2 < 1500 см2
	0,0003 [175 — 40 — 35,991,2]

_{кр1.
кр1.
кр1.
кр1.
вых.
кэ1.}

Uвх =	Uвх.min	=	50,53	= 52,09 В
	1 — а		1 — 0,03

Uвх.м.max = Uвх.max + (Iн.max — Iн.min)ro = 53,66 + (4 — 0)0,07	52,09	= 56,26 В
	4

_{кэ1.
вх.м.
вых.}

Iб1.max = У I’б1.max =	Iкр1.max	=	4,02	= 5,3610-3 А
	в1min		750

Iб1.min = У I’б1.min =	Iкр1.min	=	0,02	= 0,00110-3 А
	в1max		18000

_0.1.

Rб1 =	Uвых.min	=	15	= 125,01 Ом
	IRб1		120,010-3

РRб1 =	(Uвых.max)2	=	402	= 13,33 Вт
	Rб1		120

Iк2.max ? Iэ2.max = Iб1.max+IRб1.max=Iб1.max+	Uвых.max	=5,3610-3+	40	= 0,339 А
	Rб1		120

_{2.max
1.max
2.max
.max
.min
2.max
.max
.max}

Рпред =	tп.max — tокр.max	=	150 — 40	= 3,14 Вт
	Rt		35

_{кр2.
пред}

SVT2 =	Ркр2.max	=
	kt[tп.max — tокр.max — Ркр2.max (Rt п-к + Rt к-m)]

=	13,09	= 532 см2
	0,0004 [150 — 40 — 13,09(3,3 + 0,4)]

Iб2.max =	Iк2.max	=	0,339	= 22,610-3 А
	в2min		15

Iб2.min =	Iкр1.min	+	IRб1	=	0,02	+	120,010-3	= 3,4310-3 А
	в1min в2max		в2max		75035		35

_к0.2.

Rб2 =	Uвых.min	=	15	= 6366,0 Ом
	IRб2		2,3610-3

РRб2 =	(Uвых.max)2	=	402	= 0,24 Вт
	Rб2		6800

Iк3.max =	Iк2.max	+	Uвых.max	=	0,339	+	40	= 15,5610-3 А
	в2max		Rб2		35		6800

_{3.max
2.max
1.max
3.max
.max
.min
3.max
.max
.max
кр3.}

Iб3.max =	Iк3.max	=	15,56	= 0,26 мА
	в3min		60

_{вых.
ст.ср
.min
.max}

RГ2 =	Uвых.min — Uст.max	=	15 — 9	= 2000 Ом
	Icт.min		310-3

РRГ2 =	(Uвых.max — Uст.min)2	=	(40 — 7,65)2	= 0,523 Вт
	RГ2		2000

_{ку1.
ку2.
кэу1.
кэу2.
кэу.
ку1.
ку2.
кэу.}

Rэу =	Uст.min	=	7,65	= 1912,50 Ом
	2Iку.max		2210-3

РRэу =	(Uст.max)2	=	92	= 0,0405 Вт
	Rэу		2000

RГ1 =	Uвых.min — UVD1	=	15 — 2	= 2600,00 Ом
	IVD1.min		510-3

РRГ1 =	(Uст.max)2	=	92	= 0,988 Вт
	RГ1		2700

_бэ.с

Rэ1 =	UVD1 — Uбэ.с	=	2 — 0,7	= 746,8 Ом
	Iку.max + Iб3.max		210-3 + 0,2610-3

РRэ1 =	(UVD1 — Uбэ.)2	=	(2 — 0,7)2	= 0,002 Вт
	Rэ1		820

_{кэ.с.
кэ1.
кэ.с.}

IVDоп.max =	Uвых.max — Uст.min	+ Iку.max =	40 — 7,65	+ 210-3 = 16,1810-3 А = 16,18мА< Iст.max
	RГ2		2000

бmin =	Uст.min	=	7,65	= 0,201
	Uвых.max		40

бmax =	Uст.max	=	9	= 0,600
	Uвых.min		15

Rдел =	Uвых.min	=	15	= 7500 Ом
	Iдел		210-3

_{ст.ср
бэ.у.
бэ.у.}

гmax =	Uвых(гоп.max — гбэ.у.min + гбэ.у.max)	=	30 [-1,66 — (-1,9) +(-2,5)]	= -7,33 мВ/°С
	Uст.max		9

Iдел =	Uвых	=	30	= 4,00 мА
	Rдел		7500

Nk =	Uвыхгоп.max	=	-1,6630	= 3,2
	Uст.maxгk		-1,859