2.3 Расчет вторичного источника питания

Определим суммарный ток который потребляет схема:

IОУГ+IУНЧ+IАРУ+IН+IСТ+2Iком =I

IОУГ-ток потребляемый ОУ генератора – 5мА

IУНЧ-ток усилителя низкой частоты – 60мА

IАРУ-ток потребляемый цепью АРУ – 10мА

IН-ток нагрузки -0.08А

IСТ-ток потребляемый стабилизатором – 30мА

IКОМ-ток потребляемой микросхемой коммутатора -15мА

Тогда суммарный ток будет равен:

I=215мА

C запасом: I=250мА

Необходимая мощность трансформатора Р=0,250*36=9Вт

Примем запас по мощности 1,1 тогда расчетная мощность трансформатора 9,9Вт

Выберем из каталога трансформатор ТАН28 127/220-50:

Мощность: 47ВА

Напряжение 40В

Ток вторичной обмотки максимальный:0,92А

Определим параметры диодного моста:

Прямой ток за период: Iвып=I/2>0.125A Обратное напряжение: Uном*=40*0.7=28B

Подходящий диодный мост: КЦ410 с Uобр=50В Iпр=3А.

Для сглаживания пульсаций применим индуктивно-емкостной Г-образный фильтр.

Поскольку коэффициент пульсаций мостовой схемы равен 67% то примем коэффициент сглаживания был равен q_С=14 т.к. .

Тогда, приняв емкость конденсатора равной 1000мкФ определим индуктивность:

L=1/ω²C=1/314²10^-5=0,1 Гн.

Используем катушку индуктивность 100мГн.

Для стабилизации используем двухполярный стабилизатор с умощняющими транзисторами на микросхеме КР142ЕН15А. В качестве транзисторов используем комплементарную пару КТ818А и КТ819А

Сопротивления базовых резисторов принимаем R16,R17 75 Ом согласно документации. Емкости конденсаторов C20, C21 примем равными 100мкФ, тогда емкости C18 C19 равны 200 мкФ.

Определим параметры резисторов датчиков тока. Выберем температуру при которой срабатывает защита. Возьмем 50^ОС. Тогда падение напряжение на U_R1=0.55B U_R2=0.47B, Iвых=0,4А.

R19= U_R19/Iвых=0,55/0,4=1,375Ом.=1,3Ом

R20=U _R20/Iвых=0,47/0,4=1,1Ом.

Определим параметры конденсаторов на входе стабилизатора. Эти конденсаторы C14,C15 искусственно создают среднюю точку, поэтому их сопротивления должно быть небольшим и примем 100мкФ.

3. Моделирование.

Для моделирования курсового проекта воспользуемся программной средой Multisim. Соберем рассчитанную схему. Поскольку в данной программной среде отсутствуют электронные компоненты отечественного производства, то применим их ближайшие зарубежные аналоги. Для микросхемы К1408УД1 – LM343H, К174УН14 - TDA2030, полевого транзистора КП303 – 2N4416, диода КД208 – 1N4001GP.

После первого запуска на осциллограмме с выхода генератора видим большие искажения из-за неправильной работы цепи АРУ:

Удаляем резистор фильтра и получаем:

Полученная частота и коэффициент гармоник соответствуют условию задания, на осциллограмме видим синусоиду.

Моделирование усилителя:

Полученные данные удовлетворяют условиям задания. При моделирование наблюдается падение амплитуды выходного сигнала из-за некорректного моделирование микросхемы усилителя низкой частоты. Также присутствуют регулировка амплитуды:

Выводы: Рассчитанная схема при моделировании показала наличие особенности функционирования, которая устраняется исключением резистора из фильтра цепи АРУ. В целом спроектированный функциональный генератор работоспособный, соответствует условиям поставленным при курсовом проектировании.