Проектирование формирователя импульса тока для запуска лазера - Курсовая работа

Устройство состоит из операционного усилителя, каскада Дарлингтона, токового зеркала и ключевого каскада, сменой режимов которого управляет таймер 555. Транзисторы VT6, VT7 большую часть времени находятся в режиме насыщения, когда из таймера в его базу втекает ток определенной величины. В этом состоянии VT1 работает как низкоомный резистор, понижается потенциал базы VT2, и отключается отрицательная обратная связь, образованная каскадом Дарлингтона (VT2,VT3) и резистором R1. При запуске таймера 555, на некоторое время (а точнее на 10 мс, по условию задания) потенциал его выхода понижается. Вслед за этим повышается потенциал базы VT2, открывается отрицательная обратная связь.Длительность импульса зависит от параметров элементов, входящих в схему одиночного запуска таймера 555. Внутри микросхемы таймера расположен резистивный делитель, к которому подключены два компаратора. Эти компараторы управляют работой самого таймера. При подаче низкого уровня сигнала (меньшего 1/3 * Еп2) на вход запуск, компаратор, подключенный ко входу S RS-триггера, на выходе образует значение напряжения логической единицы. Тогда второй компаратор образует на входе R логический ноль.Для начала рассмотрим работу устройства в период формирования импульса, когда транзистор VT1 работает в режиме отсечки, включая обратную связь. Принцип виртуального нуля, который выполняется, поскольку операционный усилитель охвачен обратной связью, создает на резисторе R1 падение напряжения, равное входному Uвх. При этом на базе транзистора VT3 создается напряжение, большее Uвх на величину лыжи открытого диода база-эммитер. Аналогично, на базе транзистора VT2 создается напряжение, большее Uвх на величину двух лыж. (на базе VT2 на 1.4 В больше, чем на эммитере VT3, на смещенном в обратном направлении переходе коллектор-эммитер падает также около вольта) Следовательно, необходим транзистор, способный потреблять мощность порядка 120-150 Вт.Чтобы сформировать требуемую длительность импульса, следует подобрать параметры Rt и Ct в схеме с таймером (см. рис. В момент запуска таймера триггер переходит в состояние логической единицы. В результате чего, транзистор начинает работать в режиме отсечки, его переход коллектор-эммитер повышается до нескольких МОМ.Максимальное напряжение коллектор-эммитер в режиме отсечки 50 В Коэффициент передачи по току 600 Максимальный ток коллектора 3 А Максимальное напряжение коллектор-эммитер в режиме отсечки 300 В Максимальное напряжение перехода коллектор-база, смещенного в обратном направлении 300 В Максимальный ток коллектора 50 А Максимальный ток коллектора в импульсном режиме 95 А Максимальное напряжение коллектор-эммитер в режиме отсечки 500 ВПусть транзистор VT1 работает в режиме отсечки, Uвх = 10 В. Тогда, на R1 будет также падать Uвх и потечет ток Ін = 50 А. Транзистор VT3 работает в линейном режиме и в базу втекает ток: IБVT3 = 50 При коэффициенте передачи 200, в базу транзистора VT2 втекает ток, равный 5 МА. Через транзистор VT3 потечет ток, равный 5 А, в базу VT3 втекает ток 100 МА, на резистор R3 ответвляется также ток 15 МА.

4. Содержание расчетно-пояснительной записки: Описание принципа действия устройства

Эскизный расчет

Выбор элементов и компонентов схемы

Детальный расчет

Принципиальная схема устройства

Анализ качества работы устройства

Эскиз размещения элементов и компонентов

Определение основных массогабаритных показателей

Список использованной литературы.

5. Перечень графического материала: Принципиальная схема устройства

Схема размещения элементов на плате

Временная диаграмма работы таймера 555 в схеме одиночного запуска

6. Источник задания: принципиальная схема выдана преподавателем

Содержание

1. Принцип действия устройства

1.1 Принцип действия схемы формирователя

1.2 Принцип работы таймера 555 в схеме одиночного запуска

2. Эскизный расчет

2.1 Эскизный расчет схемы формирователя

2.2 Эскизный расчет схемы с таймером

3. Выбор элементов и компонентов схемы

4. Детальный расчет

4.1 Каскад Дарлингтона

4.2 Операционный усилитель и схема с транзистором VT1

5. Принципиальная схема устройства

6. Эскиз размещения элементов и компонентов

Список использованной литературы

1. Принцип действия устройства

1.1 Принцип действия схемы формирователя

1. М.Х. Джонс Электроника - практический курс. Москва: Постмаркет, 1999 г.

2. Кауфман М., Сидман А. Г. Практическое руководство по расчетам схем в электронике: Справочник. - М: Энергоатомиздат, 1991 г.

3. Зарубежные интегральные микросхемы: Справочник / А.Ф. Нефедов и др. - М.: КУБК-а, 1995 г.

4. Шило В. Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. - М.: Сов. Радио, 1979.