12

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н. Э. БАУМАНА

Факультет: Информатики и систем управления

Кафедра: Проектирование и технология производства электронной аппаратуры (ИУ4)

______________________________________________________________________________

Домашнее задание по теме «Разработка вторичного источника питания»

По курсу: Источники электропитания ЭВС

Студент: Мирошниченко в.А. Иу4-92

(фамилия, инициалы) (индекс группы)

Руководитель: Шматков А.В.

(фамилия, инициалы)

Москва

2012

Содержание

Студент: Мирошниченко В.А. ИУ4-92 1

1. Постановка задачи 3

2. Расчет вторичного источника питания 4

2.1. Расчет схемы выпрямления и стабилизации 4

Выберем микросхему серии КР142ЕН5Б 5

Кер.ЧИП конд. 100мкФ X7R 10% 10В 1206, К50-17 100 мкФ 7

2.2. Расчет и выбор трансформатора 8

2.3. Выбор предохранителя 11

Список использованных источников 12

1. Постановка задачи

Согласно техническому заданию необходимо спроектировать вторичный источник электропитания типа ac/dc со следующими параметрами:

Напряжение питающей сети, Uc	+220В
Частота питающей сети, fc	50±1 Гц
Номинальное напряжение на выходе ВИП, Uн	5.1 В
Номинальный ток нагрузки, Iн	2 А
Пиковый ток нагрузки, Iп	5 А
Напряжение пульсаций (от выходного напряжения)	5 мВ

Перед проведением расчетов, составим структурную схему разрабатываемого ВИПа. Схема Э1 разрабатываемого вторичного источника электропитания представлена на рисунке ниже:

Рис. 1.1. Структурная схема ВИП. FU – предохранитель, TV – понижающий трансформатор, В – схема выпрямления, Ф – схема фильтрации, СТ – схема стабилизации

В качестве понижающего трансформатора будет выбран унифицированный броневой низковольтный двухобмоточный трансформатор промышленной частоты.

В качестве схемы выпрямления выберем двухполупериодную мостовую схему (рис.1.2).

Рис. 1.2. Двухполупериодная мостовая схема выпрямления

Для фильтрации используем фильтрующий конденсатор (рис.1.3).

Рис. 1.3. Фильтрующий конденсатор

В качестве схемы стабилизации, исходя из значений выходного тока и напряжения, выбирается микросхема линейного стабилизатора с соответствующими конденсаторами.

Для защиты ВИП от короткого замыкания необходимо предусмотреть наличие предохранителя.

Расчет ВИПа будем производить с конца. В начале по выходным показателям ВИП рассчитываются параметры схемы стабилизации и выбирается микросхема. Далее рассчитывается схема фильтрации. Полученные в ходе этого расчета данные являются исходными для расчета двухполупериодной схемы выпрямления. Выбор унифицированного трансформатора будет производиться на основании данных расчета схемы выпрямления и заданного напряжения сети.

2. Расчет вторичного источника питания

2.1. Расчет схемы выпрямления и стабилизации

Исходными данными для схемы стабилизации является:

- номинальное выходное напряжение U_н=5.1 В;

- номинальный ток нагрузки, I_н=2 А;

- пиковый ток нагрузки, I_п=5 А;

- амплитуда пульсаций выходного напряжения, U_н=5 мВ.

Согласно методике, описанной в [5]:

1. Задаемся минимальным падением напряжением стабилизатора, примем:

U_{стаб min} = 3 В

2. Определяем минимальное напряжение на выходе выпрямителя при минимальном напряжении сети (220В-15%):

U_{dc min}=5.1-3= 2.1 В

3. Определяем номинальное и максимальное напряжение на выходе выпрямителя:

U_{dc ном} + 0.1 U_{dc ном} = U_{dc max}

U_{dc ном} - 0.15U_{dc ном} = U_{dc min}= -2.1 В , откуда получаем:

U_{dc ном} = = 6 В

U_{dc max} = = 6.6 В

4. Определяем максимальное падение напряжение на стабилизаторе в худшем случае, при максимальном напряжении сети 220 В+10%:

U_{стаб max} = 6.6 – 5.1 = 1.5 В

5. Исходя из рассчитанных значений и требуемой величины нестабильности выходного напряжения, выберем микросхему стабилизатора.