Проектирование стабилизированного источника питания
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
? насыщения, и параметрический стабилизатор R2, VD формирует напряжение в точке а Uст+ или Uст-. В зависимости от его полярности конденсатор интегратора может заряжаться или разряжаться, в результате чего выходное напряжение изменяется по закону, близкому к линейному. Когда оно достигает амплитудного значения, равного состояние выхода порогового детектора скачком изменяется на противоположное, а это приводит к смене знака скорости нарастания выходного напряжения интегратора.
В результате на выходе генератора формируется напряжение треугольной формы uвых с периодом
Если же в качестве выхода использовать точку а, то получим генератор колебаний прямоугольной формы.
Целесообразно осуществлять частотную коррекцию ОУ DA2 интегратора до глубины единичного усиления, в то время как ОУ DA1 корректируется только в том случае, если возникает возбуждение в момент переброса схемы, обусловленная плохим качеством источника питания.
Чтобы обеспечить симметрию положительного и отрицательного треугольников выходного напряжения, токи перезаряда интегратора должны значительно превышать входные токи ОУ DA2, а если его напряжение смещения гораздо меньше амплитуды Uвыхmax, то смещение выходного сигнала относительно нулевого уровня будет практически отсутствовать.
Регулировку частоты выходного напряжения целесообразно осуществлять подстройкой резистора R4. В мультивибраторах, построенных на ОУ общего применения (153УД2, 140УД7 и других), на частотах выше 10 КГц острые вершины треугольников закругляются из-за сравнительно невысокой скорости нарастания выходного напряжения ОУ. В этих случаях следует или использовать быстродействующие ОУ, или строить генератор колебаний треугольной формы на основе интегрального таймера.
ГЛАВА 2. Расчет
.1 Расчет стабилизированного источника питания
Исходные данные:вх=220[В] - напряжение сети переменного тока;=50[Гц] - частота сети переменного тока;н=+?-15[В] - выходное напряжение;н=100мА =0,1[А]- выходной ток;
?=0,5[%] - допустимый коэффициент пульсаций.
Расчёт выпрямителя
Рис. 2.1 - Источника питания с емкостным фильтром
В данной схеме будем использовать идеальные диоды.
Находим сопротивление нагрузки: Rн= Uн/ Iн=15/100=150[Ом].
Возьмем напряжение и ток на нагрузке равными: н*=1,5*Uн=1,5*15=22,5[В]; Iн*=1,5*Iн=1,5*0,1=0,15[А].
Находим ёмкость конденсатора:
С=10/(Rн*f)=10/(150*50)=0,001[Ф]=1[мФ]
Находим разность амплитуд напряжений ?U= Uнmax- Uнmin:
?U= Iн/( 2*С*f)=0,1/( 2*1*10-3*50)=1[В]
Примем разность амплитуд напряжений равной:
?U*=1,5*?U=1,5*1=1,5[В]
Находим максимальное напряжение на нагрузке:нmax= Uн*+?U*/2=22,5+1,5/2=23,25[В]
Напряжение, преобразованное трансформатором, будет равно:= Uнmax/=23,25/=16,5 [В]
Находим коэффициент трансформации:
К= Uвх/ U2=220/16,5=13
Так как входное напряжение не постоянно, то найдем напряжение, преобразованное трансформатором, и напряжение на нагрузке для Uвх=190В и для Uвх=250В(результаты представлены в таблице):
Uвх, [В]КU2, [В]Uн, [В]190131523220 1725250 1929
Выберем номинальные значения элементов по ряду Е12.=150[Ом], С=1[мкФ]
Рассчитаем параметрический стабилизатор напряжения:
Рис. 2.2 - Схема параметрического стабилизатора напряжения
н = Uст=15[В];вх = Iст + Iн
Находим Rб в данной схемеб = (Uвх -Uст )/ (Iст + Iн )= (23 -15)/ (0,1 + 0,1)=40[Ом]
Выберем номинальные значения элементов по ряду Е12.б=39[Ом]
2.2 Расчет активного фильтра на ОУ
Исходные данные:р=5[кГц] - резонансная частота;=2 - добротность фильтра;=5 - коэффициент усиления по напряжению на резонансной частоте.
Расчет пассивного фильтра ВЧ второго порядка:
Рис. 2.3 - Пассивный фильтр ВЧ второго порядка
Зададим индуктивность катушки L=1мГн.
Решим систему уравнений
Частота среза вычисляется по формуле: ?0==3,14*2*5*=31400 [Гц] имеем емкость конденсатора C=1[ мкФ] и сопротивление резистора приблизительно: R=16 [Ом].
Расчет активного фильтра ВЧ второго порядка на ОУ
Рис. 2.4 - Активный фильтр ВЧ второго порядка
Исходные данные:
- частота среза f0=5[кГц];
добротность фильтра Q=2;
коэффициент усиления по напряжению KU=5.
Из ранее выполненных вычислений следует, что
?0==3,14*2*5*=31400 [Гц];- частота среза;
Зададим значение C1=C2=2[nФ];
Найдем значение R1,R2;
R=1/?C=1/31400*2*10-6=16[kОм]=C2=2nФ; R1=R2 =16[kОм].
2.3 Расчет генератора треугольных сигналов на ОУ
Рис. 2.5 - Генератор сигналов треугольной формы
Для схемы генератора рассчитываем период: Т=
Рассчитываем значения резисторов R3,
Выбираем значение резистора R1 =1[ kОм], R2=6.2 [kОм] и емкость С=1.5[nФ]; значение Uст берём из характеристики стабилизатора Uст=4.8[B], Uвыхmax=5[B]
выхmax =Uст ;
= (Uвыхmax / Uст )* R1 =1 [kОм];
Подставляя всё в формулу: =4CR3R4/R1;
Найдем значение R1:= T R1/4CR3R4=50[kОм]
ГЛАВА 3. моделирование
Для моделирования используем программу Multisim 8. В моделируемых схемах используются элементы, номиналы которых определены в главе 2.
.1 Моделирование стабилизированного источника питания
) Схема мостового выпрямителя с емкостным фильтром. (Рис 3.1.1)
Рис. 3.1 - Мостового выпрямителя с емкостным фильтром
Показания осциллографа в этой схеме: (Рис 3.1.2)
Рис 3.2 - Осцилограмма мостового выпрямителя с емкостным фильтром
Пульсация напряжения =21.924В; ?V=0.624B;
?=(?V/ V)*100=(0.624B / 21.924В)*100 =3%.
Вывод: Пульсация напряжения составляет 3% и при изменении напряже?/p>