курсач / схемы курсач / КР_Электротехника_ИВТ_методические_указания_ver_5

Таблица 3.2 – Токи потребления для схемы формирования питания

21

Загрузка отчёта

Отчёт по части 3 выполняется в том же документе, что и части 1,2 – является их продолжением, после чего отчет должен быть прикреплён в системе ОРИОКС в формате .pdf в разделе «Домашние задания»:

Дисциплина – Электротехника Контрольное мероприятие – КР. Часть 3

Название задания – «Схема формирования питания» Тип работы – Домашняя работа Вариант – (указать номер варианта из таблицы)

Описание – (время выполнение работы в часах)

22

Итоговая схема. Защита курсовой работы

Задание

Для защиты КР необходимо подготовить презентацию и речь по части 3, после чего защитить работу перед преподавателем. После положительной защиты необходимо загрузить презентацию в ОРИОКС в формате .pdf.

Минимум содержания презентации

-результаты выполнения по каждому из 8 пунктов части 3;

-схемы с «обвязкой» каждого из стабилизаторов и типовую схему подключения из спецификации;

-расчёты, если они производились в соответствующем пункте;

-краткое описание каждого из стабилизаторов и описание его выводов;

-итоговая схема со всеми стабилизаторами;

-особенности стабилизатора (возможность ограничения выходного тока, возможность включения/отключения, возможность регулирования частоты переключений в импульсном преобразователе и т.д.);

-вывод по курсовой работе на одном слайде по пунктам (какими знаниями, умениями и навыками овладели в процессе выполнения).

Требования к оформлению презентации

-не менее 10 слайдов и не более 15;

-наличие нумерации страниц (отображать, начиная со 2-ой);

-не допускаются рисунки, комментарии и прочие материалы, не относящиеся

к КР;

-наличие титульного слайда, который включает в себя:

-«Министерство науки и высшего образования Российской Федерации»

-«Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

-наименование Института;

-наименование направления подготовки (вместе с кодом направления);

-наименование типа защищаемой работы «Курсовая работа»;

-наименование дисциплины «Электротехника»;

-наименование темы курсовой работы «Схема формирования питания»;

-ФИО студента, выполнившего работу с указанием группы;

-ФИО куратора, ведущего курсовую работу и указать должность

(сопроводить научным званием и степенью, при наличии таковых);

-город, в котором производится защита работы;

-год, в котором производится защита работы;

23

-наличие заголовков на каждом слайде, расположенных на одном уровне по вертикали, выполненных одним размером;

-выполнение одним шрифтом (допускается другой шрифт в приводимых схемах и выдержках из спецификации);

-приводимые формулы и соответствующие расчёты должны быть выполнены с помощью соответствующего инструмента для оформления;

-презентация должна быть выполнена в ЧБ формате без использования стандартных шаблонов;

-картинки, приводимые на слайдах должны быть хорошего качества, без искажения масштабирования по высоте или ширине;

-на всех слайдах должны быть выдержаны одинаковые отступы от краёв слайда до его содержимого, а также от наименования слайда, до его содержимого;

-номера слайдов должны быть расположены строго на одном месте слайда и не смещаться при переключении слайдов;

-текст на приводимых на слайдах схемах/картинках должен быть разборчивым;

-на однотипных списках в презентации должны применяться одинаковые маркеры;

-презентация должна быть предоставлена на защиту в формате pdf.

Регламент выступления

-выступление 7-8 минут – без снижения баллов по данному критерию, при превышении 8 минут за каждую минуту снижается по 5 баллов, менее 7 минут - снижение 10 баллов;

-выступление происходит без листочков/телефона и других вспомогательных материалов с речью;

-на защите должна быть представлена исчерпывающая информация по выполненной работе;

-в речи не допускается использование профессионализмов, жаргонизмов и прочих оборотов, искажающих доклад;

-при выступлении внимание докладчика должно быть обращено к слушателям, а не к слайдам;

-при необходимости указание на отдельные области слайда выполнять указкой.

24

Загрузка отчёта

Отчётом по итоговой схеме является презентация по части 3. После положительной защиты КР необходимо загрузить презентацию и отчёт по части 3 в ОРИОКС в раздел «Портфолио» в формате .pdf, а также презентацию в формате .pdf в раздел «Домашние задания»:

Дисциплина – Электротехника; Контрольное мероприятие – КР. Итоговая схема;

Название задания – «Схема формирования питания»; Тип работы – Домашняя работа; Вариант – (указать номер варианта из таблицы);

Описание – (время выполнение работы в часах).

25

Приложение А

Расчёт линейного стабилизатора

Выполнил: Зероту В.Т. Вариант 30

Задание 1

Таблица 1 – Параметры для подбора линейного стабилизатора

1.1 Выбор стабилизатора

Для формирования фильтра не были заданы все параметры, заданные по варианту, для того чтобы поисковая система не ограничивала результаты поиска. Например, по заданию данного варианта, выходное напряжение 19-20В. Если указать данный параметр в фильтре, то поисковая система попытается найти компонент с конкретным заданным напряжением и, скорее всего, не найдёт. Потому что производитель в характеристиках компонента указывает ДОПУСТИМЫЙ диапазон входного напряжения, например 3,3-20В. При выборе компонента необходимо чтобы ваш диапазон входных напряжений укладывался в диапазон, приведённый в спецификации на компонент. При выборе компонентов зачастую удобнее пользоваться сайтами производителей, на которых применяются более удобные фильтры для подбора, но в рамках данного задания необходимо воспользоваться только разрешённым (в данном примере я воспользовался сайтом дистрибьютером mouser.com).

Рис.1 – Настройка фильтра для выбора стабилизатора

Выбран линейный стабилизатор ADP7102. На рисунке 2 представлено общее описание характеристик стабилизатора. Для уточнения характеристик можно воспользоваться таблицами, приведёнными в этой же спецификации. Выбранный стабилизатор удовлетворяет параметрам индивидуального задания:

Uвх_мин 3,3 В (Input voltage range: 3.3 V to 20 V) Uвх_мах 20 В (Input voltage range: 3.3 V to 20 V)

26

Uвых 1.22-19.8 (Adjustable output from 1.22 V to VIN – VDO) С учётом того, что Low dropout voltage (VDO – падение напряжения на стабилизаторе): 200 mV at 300 mA load (VDO при токе нагрузки 300мА составляет 200мВ)

Iвых_мах = 300мА (Maximum output current: 300 mA)

Рис.2 – Описание выбранного стабилизатора из спецификации

1.2 Расчёт схемы

Рис.3 – Типовая схема подключения стабилизатора

Вданной схеме необходимо произвести расчёт делителя напряжения R1 и R2.

Всоответствии со спецификацией рекомендуется выбирать резистор менее 200кОм. Примем R2 равным 10кОм. Воспользовавшись формулой, приведённой в спецификации, вычислим R1.

= . ( + )

27

1.3 Расчёт с учётом стандартного ряда номиналов резисторов

Для подбора резистора из ряда E24 я воспользовался сайтом https://www.radiolibrary.ru/reference/resistorseries/e24.html

Для моделирования схемы (не обязательно) со стабилизатором от Analog Devices, можно воспользоваться программой LTspice.

Рис.4 – Проверка схемы в LTspice

1.4 Схема

Рис.5 – Схема электрическая принципиальная

Не стоит путать ток, заданный по варианту и ток, рассчитанный в данном пункте. В варианте указан максимальный ток, который должен обеспечивать стабилизатор, но это совсем не значит, что ток, потребляемый нагрузкой, будет равен заданному в варианте. В задании для примера задано значение резистора, имитирующего нагрузку, 100 Ом.

28

1.6 Расчёт рассеивающей мощности

В данном задании необходимо использовать ток Iвых, заданный в варианте задания. Данный расчёт показывает какую мощность будет рассеивать стабилизатор при худших условиях работы (максимальном входном напряжении и максимальном заданным выходным током).

расс = вых вхмах − вых = . А (В− В) = , Вт

С учётом теплового сопротивления стабилизатора, можно рассчитать, насколько нагреется микросхема, при вычисленной мощности.

Рис.6 – Параметры теплового сопротивления

Например, стабилизатор выбран в корпусе SOIC-8. Из таблицы используем параметр, который характеризует тепловое сопротивление микросхемы без учёта дополнительных радиаторов θJA = 48.5. Следовательно при заданной мощности нагрев микросхемы составит = расс θJA=26.19 C°. При комнатной температуре 24 C° температура нагруженного стабилизатора составит приблизительно 60 C°. Расчёт приблизительный. Для уменьшения температуры стабилизатора при разработке топологии печатной платы прибегают к использованию дополнительных радиаторов в виде отдельных конструкций или выполняют прямо на плате в виде увеличенной площади металлизации.

С учётом вычисленной температуры и таблицы из спецификации, можно сделать вывод о том, что данный стабилизатор будет сохранять работоспособность в нагруженном состоянии.

Рис.7 – Абсолютные предельные значения рабочих параметров

29

Приложение Б

Нормативные документы

ГОСТ 2.701-2008 — ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению

ГОСТ 2.201-80 – ЕСКД. ОБОЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКТОРСКИХ ДОКУМЕНТОВ

ГОСТ 2.702-2011 — ЕСКД. Правила выполнения электрических схем ГОСТ 2.710-81 — ЕСКД. Обозначения буквенно-цифровые в электрических

схемах ГОСТ 8.417—2002 — Государственная система обеспечения единства

измерений. Единицы величин.

ГОСТ 2.723-68 — ЕСКД. ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ. Катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы, автотрансформаторы и магнитные усилители

ГОСТ 2.728-74 — ЕСКД. ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ. Резисторы, конденсаторы

ГОСТ 2.743-91 — ЕСКД. ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ. Элементы цифровой техники

30