2.4 Розрахунок параметрів блокінг-генератора
Рисунок 2.3 – Схема блокінг генератора.
Вихідні данні: напруга живлення Ек=20(В); опір навантаження:
Тривалість вхідного імпульсу tu=0,023(c); вихідна напруга Uвих.=10(В) вихідній струм Iвих.=0,1(А); період повторення імпульсів Т=0,02(с).
Коефіцієнт трансформацій:
Визначемо приведений опір у ланцюзі колектора:
Знаходимо амплітуду імпульсів трансформатора I2= Iвих.=0,65(А).
Визначаємо струм первинної обмотки трансформатора:
Знаходимо допустиме навантаження на колекторі:
Визначаємо максимальну потужність первинної обмотки трансформатора:
По максимальній потужності і допустимому навантаженні на колекторі первинній обмоці вибираємо транзистор типу П606 з параметрами:
напруга колектора – Uкє=35(У);
струм колектора – Iк=1,5(А);
потужність розсіювання - Pрас.макс.=3(Ут);
коефіцієнт передачі по струму – β=40;
зворотній струм колектора – Iк0=0,002(А);
об'ємний опір бази – rб=30(ОМ);
Подаємо підключення навантаження через окрему обмотку з коефіцієнтом передачі:
Вибираємо коефіцієнт трансформації n0=Wб/Wк близький до оптимального:
Визначаємо опір часозадаючього резистора R11 з умов:
R11(10…20…20)Rвх(10…20…20)rб=600(Ом).
Приймаємо: R11=620(Ом) типу ОМЛТ – 1.
Знаходимо ємність часозадоючого конденсатора:
Попередньо визначаємо:
Приймаємо конденсатор типу ДО71 ємністю 57 мкФ.
Визначаємо індуктивність колекторної обмотки імпульсного трансформатора:
Вибираємо тородідальне осереддя з фериту марки 1500 НМ3 10х6,0х2,0. Магнітна проникність:
де µн – початкова магнітна проникність ферамагниту марки 1500 НМ µн=1500;
µ0 – магнітна проникність феритів, µ0=4π10-7 Гн/м;
l – середня довжина магнітної лінії, l=24 мм2;
S – поперечний переріз кільця феріта, S=3,9 мм2.
Знаходимо кількість вітків колективної і базової обмотки трансформатора:
Приймаємо Wk/Wб=12, отже, навантажувальна обмотка буде містити:
Приймаємо: Uсм=0,2Ек=0,220=4(В).
Знаходимо величину опору в ланцюзі емітера:
Приймаємо до установки R12=25(Ом).
Знаходимо величину шунтируючого діода по сумарній напрузі на колекторі транзистора в момент ударного порушення контуру Uк=2Ек=40(В) і струму колекторній обмотці Iµ=Ik=1,5(А). вибираємо діод КД 208А.
2.5 Розрахунок тригера Шмідта
Рисунок 2.4 – Схема тригера Шмідта.
Вихідні данні: амплітуда вихідних імпульсів Um=(1,1…..15) Uсм=7,2(В); період проходження імпульсів запуску Т=0,02(с); мінімальна тривалість імпульсів, tu.зап.=0,1tu.у=0,2310-3(с), напруга джерела живлення Ек=20(В).
Визначаємо максимальну тривалість вихідного імпульсу граничного пристрою з умови:
tu.вих.макс.≥(α-γ)5610-6+2,310-4=3,45(мс)
Вибираємо транзистор VT3, VT2 з умови:
Uк.доп.≥Ек=20(В)
Цим вимогам задовільняє транзистори КТ 104А с параметрами: Uк.доп.=30(В); Iк.доп=50(мА); β=36; f=5(мГц); Iк0=300(мкА); P=150(мВТ).
Визначаємо струм насичення :
Iкн=0,8Iк.доп=0,850=40(мА)
Знаходимо величину резистора R7:
Визначаємо припустиме потужність розсіювання на резисторі R7:
Приймаємо резистор R7 типу ОМЛТ 510 (Ом), 1 (Ут).
Знаходимо величину опору резистора R5 зі співвідношення:
R5= (2…3)R7=3510=1530(Ом)
Знаходимо припустиме потужність розсіювання на резисторі R5
Приймаємо резистор R5 ОМЛТ 1500 (Ом), 5 (Ут).
Знаходимо величину резистора R9:
Знаходимо припустиме потужність розсіювання на резисторі R9
Приймаємо резистор R9 ОМЛТ 1200 (Ом), 2 (Ут).
Обчислюємо ємність конденсатора, що прискорює,зС:
Приймаємо С3 типу ПМ на 35 (пФ).
Обчислюємо величину опору R8 зі співвідношення:
Приймаємо R8=30 (кОм).
Обчислюємо велечену опору R6 зі співвідношення:
Приймаемо R6 7000 (Ом).
2.6 Розрахунок ланцюга, що диференціює
Розрахунок ланцюга, що диференціює, робимо з урахування наступних даних:
тривалість вхідних імпульсів tu.вх.=3,45 (мс);
амплітуда вхідних імпульсів Uм=6 (В);
паразитна ємність генератора імпульсів Сп=50 (nФ).
Внутрішній опір генераторів імпульсів:
Ємність ланцюга, що диференціює, вибираємо з умов С2>>CП=510 (nФ).
Тоді опір ланцюга,що диференціює і визначається як:
Приймаємо R10=14 (МОм).
Амплітуда вихідних імпульсів з ланцюжка, що диференціює:
Імпульсний діод VD3 вибираємо по Uвих.мах. типу Д103.
2.7 Розрахунок елементів блоку синхронізації
Рисунок 2.5 – Схема блока синхронізації.
Розрахунок блоку синхронізації робимо з урахування наступних даних:
IН>Iбv1, UН>Uвv1=U'2=30 (В), Ек= (В).
Максимальна потужність:
Pmax=IEk=0,002520=0,05(Вт)
Обираємо транзистор типу КТ 203 Б з наступними параметрами: Uк.доп.=30(В); Iк.доп=10(мА); β=30-150; fа=5(мГц); Uе.б.=15(В); Pроз.=150(мВТ).
Визначаємо опір R2:
Потужність, що розсіюється опором R2 визначається як:
PR2=Ik2R2=0,01500=0,05(Вт).
Приймаємо опір R2 МЛТ-0,1-500 (Ом).
Визначаємо величину струму бази:
Визначаємо опір R1:
Потужність, що розсіюється опором R1 визначається як:
PR1=Iб2R1=0,001629375=2,4(Вт)
Приймаємо опір R1 ОМЛТ-5-10 (кОм), конденсатор С1=10 (мкФ).
Коефіцієнт трансформації трансформатора:
Через малу потужність розрахунок трансформатора не проводиться. Вторинна обмірка трансформатора може розташуватися на силовому трансформаторі джерела живлення.
3 РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ ДЛЯ СІФУ
3.1 Вибір схеми і розрахунок основних параметрів джерела живлення.
Вибираємо схему джерела живлення:
Рисунок 3.1 – джерело живлення СІФУ.
Визначаємо мінімальні припустиму вхідну напругу стабілізатора:
Номінальне і максимальне значення напруги на вході стабілізатора при коливанні мережі на ± 10%.
Максимальне падіння на регулюючому транзисторі:
Uек.мах.=Uвх.мах.-Uвих.=30-24(В)
Максимальна потужність розсіювання на транзисторі VT3:
PV2=Uек.мах.Iвих.мах.=60,2=1,2(Вт)
Вибираємо регулюючий транзистор П214 з параметрами: Pк.доп=10(Вт). Uк.доп.=45(В); Iк.мах.=5(А); β1=30.
Колекторний струм транзистора:
Максимальна потужність розсіювання на транзисторі VT2:
PV1=Uек.мах.Iк1.мах.=100,012=0,12(Вт).
Вибираємо транзистор, що согласує, ГТ403А с параметрами: Pк.доп=0,6(Вт). Uк.доп.=30(В); Iк.мах.=1,25(А); β1=20..60.
Базовий струм транзистора, що согласує:
Опір R4, що задає струм Ic дорівнює:
Потужність розсіювання опора R4 дорівнює:
PR4=Iс2R4=0,00524000=0,1(Вт)
Напруга на колекторі підсилювання транзистора VT4:
Uекv1=Uвих.-Uст1=24-10=14(В); Uст1<Uвих.мін.=19-3=16(В).
Вибираємо стабілітрон
Д811 з Uст1=(10..12)В; Iст1=5 (мА)
Задаємось максимальним колекторним струмом підсилювального транзистора Iкv3.max.5(мА), тоді потужність, що розсіюється на колекторі VT4:
PkV3=UekV32Ik.max=100,005=0,05(Вт).
Вибираємо підсилювальний транзистор МП39 з параметрами: Pк.доп=0,15(Вт). Uек.доп.=15(В); Iк.мах.=0,04(А); ; Iк.мах.=0,04(А).
Опір R2 знаходимо як:
Задаємо струм дільника Iд=5…10(мА). Коефіцієнт передачі дільника:
Сумарний опір дільника:
Визначаємо мінімальний і максимальний ККД стабілізатора:
3.2 Розрахунок параметрів фільтрів, що згладжує
Коефіцієнт пульсації на виході випрямляча К'н=67%, фільтра Кп=2%,струм навантаження Iн=0,2(А), Uвих.ф=Uвх.max=30(В).
Максимальна потужність розсіювання на транзисторі VT1:
Pkv1=Uek.maxIвих.max.=300,2=6(Вт)
Вибираємо транзистор типу П214 з параметрами: Pк.доп=10(Вт). Uек.доп.=45(В); Iк.мах.=5(А); β1=30.
Знаходимо коефіцієнт згладжування фільтра:
Опір R1 знайдемо як:
Потужність розсіювання на цьому опорі:
PR1=Iн2R1.= 0,222,5=0,9(Вт)
Коефіцієнт передачі постійної напруги з входу на вихід:
Тоді коефіцієнт фільтрації фільтра:
Визначаємо добуток R1C1:
3.3 Розрахунок мостового випрямляча
Величина випрямленої напруги:
Визначаємо анодний струм і зворотна напруга для діодів VD1…VD4:
Вибираємо по довіднику діоди VD1…VD4 типу КД202Г с припустимим струмом та напругою: Iмакс=3,5(А); Uобр.макс.=100(В).
Визначаємо параметри силового трансформатора:
Знаходимо коефіцієнт трансформації:
Струм первинної обмотки трансформатора:
З довідника по типовій потужності Sm вибираємо уніфікований трансформатор типу ТПП-248-127/220-50.
4. МОДЕЛЮВАННЯ СИЛОВОЇ ЧАСТИНИ ВИПРЯМЛЯЧА
Для моделювання схеми силової частини випрямляча використовувалася програма Proteus 7 Professional
Схема моделі прийняла наступний вигляд:
Рисунок 4.1 — Модель силової частини випрямляча
Із-за особливостей програми Proteus 7 Professional замість трансформатора було використано джерело змінної напруги з необхідними вихідними характеристиками (розрахунковими вихідними характеристиками трансформатора).
Не було враховано падіння напруги на трансформаторі і коливання напруги мережі, проводився облік падіння напруги на вентилях.(оскільки в даній моделі були присутні елементи, що ідеалізувалися.)
Рисунок 4.2 – Свідчення осцилографа
ВИСНОВКИ
У силу розглянутих переваг дана схема СІФУ і випрямляча є одна із кращої для випрямлення однофазного синусоїдального струму та напруги. Напруга на виході має високий коефіцієнт пульсації,тому необхідно в деяких випадках використати додаткові стабілізатори. Від цього недоліку урятовані трифазні випрямлячі, але вони із значно більшої кількості елементів і більш складні. Таким чином, дана система діє гайні результати при невеликих витратах. У побуті трифазна напруга часто не доступно, це багато в цьому визначає область застосування пристрою.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. Приборы и устройства промышленной электроники /В.С. Рудненко, В.И. Сененко, В.В. Трифонюк (Б-ка инженера). – К.: Техника, 1990. – 386с.
2. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справочник радиолюбителя /Терещук К.М. – К.: Наукова думка, 1981. – 670 с.
3. Тиристоры: справочник /Григорьев О.П., Замятин В.Я. – М.: Радио и связь, 1982. – 520с.
4. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: справочник /Перельман В.П. – М.: Радио и связь, 1982 – 529с.
5. Москатов Е.А. Справочник по полупроводниковым приборам. – М.: Журнал “Радио”, 2005. – 208 с.
Страницы: 1, 2
