Проектирование и расчет каскада управления двухфазным асинхронным двигателем
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
»ения, обеспечивающая необходимый коэффициент усиления, приведена на рисунке 3. Согласующий трансформатор Т2 обеспечивает связь предварительного и выходного усилителей. Трансформатор Т1 служит для управления ключами
Рисунок 3 - Структурная схема цепи усиления
По условию необходимо обеспечить коэффициент усиления =20000. Примем коэффициент передачи подавителя помех Кпп=. Рассчитаем коэффициент усиления выходного каскада (Квк) по формуле:
Общий коэффициент усиления определяется по формуле:
положим К1=К2=К3=К. Отсюда найдем К - такое значение коэффициента усиления, при котором обеспечивается необходимый общий коэффициент усиления:
Расчет резисторов
Произведем расчет первого усилителя. Примем, что через резисторы протекает некоторый ток значительно меньший, чем максимальный выходной ток микросхемы. Так, как максимальный выходной ток не известен, то вместо него возьмем ток потребления микросхемы. Тогда можно составить систему уравнений для нахождения и :
Выбираем Rk1=6,2 (кОм).
Выбираем Roc=270 (кОм).
Определим номинал резистора :
Выбираем =6,2 (кОм).
Расчет конденсаторов
Рассчитаем емкости разделительных конденсаторов С1, С2 и С3, используемых для развязки по постоянному напряжению между каскадами усиления. Определим параметры разделительных конденсаторов по формуле:
Выбираем С2 =С1= 0.68 (мкФ).
Для расчета найдем приведенное эквивалентное сопротивление на входе согласующего трансформатора Т2.
Выберем Rпр=1,2 (кОм).
где r1 - сопротивление первичной обмотки, r2 - сопротивление вторичной обмотки, n-коэффициент передачи, Rн - сопротивление нагрузки трансформатора.
выберем из соотношения:
Выберем С3= 1 (мкФ).
2.4 Расчет подавителя квадратурной помехи
Подавитель состоит из последовательно включенных демодулятора, RC-звена и модулятора, рисунок 4.
Рисунок 4 - Подавитель квадратурной помехи
Выберем полевые транзисторы VT3, VT. КП304А - кремниевый диффузионно-планарный полевой с изолированным затвором и индуцированным каналом. Паспортные характеристики транзистора приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Паспортные характеристики транзистора КП304А
Обозначение, принимаемое в расчетахЗначение параметраОписаниеRСИ [Ом]100Сопротивление сток-исток в открытом состоянии при UЗИ =20 В, IЗИ = 1 мА.IНАЧ [мкA]0.2 (3)Начальный ток стока при UСИ =25 В, UЗИ =0 В при Т=298К (при Т=358К)IУТ [нА]20Ток утечки затвора при UСИ =0 В, UЗИ =30 ВUПОР [B]5Пороговое напряжение при UСИ =10 В, IC =10 мкА.PРАС [мВт]200 (100)Постоянная рассеиваемая мощность при Т=213-358 К (398К)ТОС ДОП [K]213-398Температура окружающей среды.Uзи [B]30Напряжение затвор исток
Для нахождения емкости конденсатора С необходимо задаться t - постоянной времени заряда конденсатора С. Она выбирается из условия:
t
где T - период следования сигнала.
С =
Выберем С=1 (мкФ).
R возьмем значительно меньшим (хотя бы в 5 раз), чем R. А сопротивление Rп - хотя бы в 5 раз меньшим, чем R, R=1.16к (Ом), Выберем резистор номиналом 1,2 (кОм).
Rп=232 (Ом).
Конденсатор СП рассчитаем по формуле:
Выберем конденсатор номиналом 17,2 (кОм).
Амплитудное значение напряжения UУПР ПКП должно удовлетворять требованию открывания транзистора:
Uзи> UУПР ПКП макс> UПОР,
> UУПР ПКП макс> 5,
Диоды D1 и D2 можно взять маломощные. Возьмем КД510, характеристики которого представлены в таблице 7.
Таблица 7 - Паспортные характеристики диода КД510
Обозначение, принимаемое в расчетахЗначение параметраОписаниеIобр [мкA]Постоянный или средний обратный токIпр.max [мA]30Максимальный прямой токUобрmax [В]50Обратное падение напряжения на диоде
Отсюда можно найти сопротивления RОГ1= RОГ2 по формуле:
,
выберем RОГ=510 (кОм).
3. Организация питания выходного каскада и операционных усилителей
3.1 Организация питания выходного каскада
Рисунок 5 - Схема диодного блока
Целесообразно использовать диодный блок (в интегральном исполнении), в котором диоды соединены по мостовой схеме, рисунок 5. Для выбора блока необходимо знать средний и максимальный токи через диоды и обратные напряжения на них.
Так, как на выходной каскад должно подаваться сглаженное напряжение, то необходим фильтрующий (сглаживающий) конденсатор СФ1..
Для выходного каскада известны и . Средний ток через диод определяется по формуле:
Рассчитаем эквивалентное сопротивление нагрузки источника питания:
Зададимся некоторым коэффициентом пульсации Кп?6-7%. При таком коэффициенте пульсации можно аппроксимировать временную диаграмму напряжения, получаемого на выходе фильтра, отрезками прямых. Тогда справедлива формула для расчета емкости конденсатора: Кп=5%.
Выберем конденсатор 330 мкФ.
Чтобы оценить пиковые значения зарядного тока Iпик, протекающего через диоды и конденсатор, можно воспользоваться специальными таблицами (графиками), дающими зависимость . Можно также прибегнуть к графическому методу оценки: зная и , найдем постоянную времени цепи разряда: ? =. Затем построим диаграмму напряжения, отложив ? по оси времени, рисунок 6.
Рисунок 6 - диаграмма напряжений