Проектирование вторичного источника питания - Курсовая работа

В данной курсовой работе производится проектирование и расчет вторичного источника питания, рассчитываются такие его составные части как выпрямитель, трансформатор, сглаживающий фильтр, стабилизатор выходного напряжения. Ключевые слова.В данной курсовой работе необходимо спроектировать и рассчитать вторичный источник питания (выпрямитель, трансформатор, сглаживающий фильтр, стабилизатор выходного напряжения), обладающий следующими параметрами : Uвых = 20 В;В общем случае выпрямитель можно рассматривать состоящим из четырех основных узлов - трансформатора, вентильного комплекта, сглаживающего фильтра и стабилизатора выходного напряжения. Выпрямители, выполненные по этой схеме, характеризуются повышенной частотой пульсаций, возможностью использования вентилей с общим катодом, что упрощает их установку на общем радиаторе, однако для них характерно повышенное обратное напряжение на вентилях и более сложная конструкция трансформатора. В итоге, выбираем мостовую схему, так как у нее меньший, по сравнению с однополупериодной схемой, коэффициент пульсаций, меньше в 2 раза, по сравнению с другими схемами, обратное напряжение на вентилях, кроме того, вторичная обмотка имеет меньше витков и не требует делать вывод от среднего витка, что упрощает и удешевляет конструкцию. При больших токах нагрузки наиболее целере9 _ебразным является применение Г-образного индуктивно-емкостного фильтра, несмотря на большую стоимость и габариты, так как емкостной фильтр не эффективен при больших токах нагрузки, увеличивает обратное напряжение на вентилях и не обеспечивает заданного коэффициента сглаживания, индуктивный фильтр в маломощных выпрямителях имеет значительные габариты и массу, в RC фильтре создается относительно большое падение напряжения и имеют место значительные потери энергии в резисторе . Подсчитано, что для выпрямителей с коэффициентом сглаживания g ? 25 целесообразно применять многозвенный (двухзвенный) фильтр [2], как показано на рисунке 2.1,так как при этом произведение суммарной индуктивности дросселей на суммарную емкость конденсаторов будет меньше произведения LC однозвенного фильтра, имеющего такой же коэффициент сглаживания .Исходя из того, что при ІН <(0.02...0.03) А в регулирующий элемент входит 1 транзистор, при (0.02...0.03)< ІН <(0.5...0.6)А - 2 транзистора, при (0.5...0.6) <ІН <(4...6) А - 3 транзистора [1]), а в нашем случае ІН=0.1 А, делаем вывод, что в регулирующий элемент будет входить 2 транзистора. Для транзистора Т11 максимальный ток коллектора Ікмах , напряжение коллектор-эмиттер UКЭMAX и максимальная рассеиваемая мощность, определяется как (3.6) Максимальный ток коллектора Ікмах (UКЭMAX11= UКЭMAX12= UКЭMAX13) и максимальную рассеиваемую мощность для транзистора Т12, определим как (3.9) Максимальный ток коллектора Ікмах (UКЭMAX11= UКЭMAX12= UКЭMAX13) и максимальную рассеиваемую мощность для транзистора Т13, определим как (3.11) Максимальный ток коллектора Ікмах и напряжение коллектор-эмиттер UКЭMAX и максимальная рассеиваемая мощность для транзистора Т2, определяется как [1]Исходными данными для расчета выпрямителя, работающего на емкостную нагрузку, являются I0 (ток нагрузки), U0(номинальное выпрямленное напряжение) , Кпо (коэффициент пульсаций на выходе моста, не должен превышать 0.15 [1]), выходная мощность Р0=U0I0, номинальное напряжение сети U1, частота сети FC. Требуется определить тип и параметры вентилей, режим работы схемы, емкость конденсатора, нагружающего выпрямитель. Основываясь на полученные данные, по таблице 1.16 [2] выбираем тип диод, удовлетворяющего условиям: Uобр.max > Uобр; Активное сопротивление обмоток трансформатора rtp для выпрямителей мощностью 10...100Вт принимают в пределах [2] Угол, характеризующий соотношение между индуктивным и активным сопротивлениями фаз выпрямителя : , (3.37) где r - активное сопротивление фазы выпрямителя (r=2rпр rtp=2·2,5 26,8=31,8 Ом).Коэффициент сглаживания g представляет собой отношение коэффициента пульсаций на входе фильтра к коэффициенту пульсаций на выходе (3.56) где Кпвых - коэффициент пульсации на выходе фильтра , который задается в зависимости от назначения схемы (так например, для питания первых каскадов УЗЧ с высокой чувствительностью Кпвых= 0,00001...0,00002; для предварительных каскадов УЗЧ и т.п. Опираясь на пояснения приведенные в разделе 2, выбираем составной сглаживающий фильтр представляющий собой конденсатор на выходе диодного моста и Г-образный LC-фильтр. Общий коэффициент сглаживания определяется как произведение коэффициентов сглаживания каждого фильтра в отдельности и должен быть равен 21В данном курсовом проекте были углублены и закреплены теоретические знания, полученные при изучении курса, освоены методы расчетов электрических схем и устройств в целом, приобретены навыки в рациональном выборе и обосновании элементов электрических схем и самих электрических схем как с точки зрения удовлетворения требованиям технического задания, с точки зрения их технологичности, так и экономических параметров, все элек

Содержание

Реферат

1. Техническое задание

2. Обоснование выбора электрических схем устройства

3. Расчет электрических схем

3.1 Расчет выпрямителя

3.2 Расчет сглаживающего фильтра

3.3 Расчет стабилизатора напряжения

Заключение

Список использованных источников

В данном курсовом проекте были углублены и закреплены теоретические знания, полученные при изучении курса, освоены методы расчетов электрических схем и устройств в целом, приобретены навыки в рациональном выборе и обосновании элементов электрических схем и самих электрических схем как с точки зрения удовлетворения требованиям технического задания, с точки зрения их технологичности, так и экономических параметров, все электрические схемы были построены на современной элементной базе, которая при тех же габаритных размерах обладает более лучшими эксплуатационными параметрами, так как в техническом задании не были оговорены габаритные размеры конструкции, то для обеспечения заданного в техническом задании коэффициента сглаживания пульсации использовались фильтры построенные с помощью катушек индуктивности, которые имеют сравнительно большие размеры и массу. Научились работать с технической литературой, справочниками, обосновывать все решения на ее основе, что является хорошей основой для правильного выполнения дипломного проекта и дальнейшей инженерной деятельности.

Справочник радиолюбителя-конструктора . - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1984. - 560 с.

Гершунский Г.В. Справочник по расчету электрических схем.- М.: Высш. Шк.,1989.

Таблица

Поз. Обозначение Наименование Кол Примечание

Конденсаторы

С1 К50-6 - 100МКФ ? 50В ± 10% ОЖО.464.031 ТУ 1

С2 К50-6 - 1000МКФ ? 50В ± 10% ОЖО.464.031 ТУ 1

С3 К73-16 - 0,051МКФ ? 16В ± 10% ОЖО.464.031 ТУ 1

Резисторы ГОСТ 7113-77

R1 МЛТ- 0.125 -3 КОМ ± 10% 1

R2 МЛТ- 0.125 -1 КОМ ± 10% 1

R3 МЛТ- 0.5 -620 Ом ± 10% 1

R4 МЛТ- 0.125 -680 КОМ ± 10% 1

R5 МЛТ- 0.125 -2,7 КОМ ± 10% 1

R6 МЛТ- 0.125 -2 КОМ ± 10% 1

R7 МЛТ- 0.125- 390 КОМ ± 10% 1

R8 МЛТ- 0.5 -1.5 КОМ ± 10% 1

Диоды

VD1..VD4 Д229В СМ3.362.041 ТУ 4

Стабилитроны

VD1,VD2 Д815Ж ААО.336.207 ТУ 1

Транзисторы

VT1 KT902А ЖК3.365.200 ТУ 1

VT2 КТ604А ЖК3.365.200 ТУ 1

VT3,VT4 KT312Б ЖК3.365.200 ТУ 2