курсач / схемы курсач / части первая и вторая

Курсовая работа по электротехнике

Выполнил: Баранов Вадим Сергеевич

Вариант 3

Задание 1

Таблица 1 – Параметры для подбора линейного стабилизатора

1.1 Выбор стабилизатора

Чтобы выбрать линейный стабилизатор, воспользуюсь сайтом eu.mouser.com

Я воспользовался умным поиском, чтобы выбрать линейный стабилизатор и у меня вышло это:

Выбрал: производителя Texas Instruments, один выход, положительную полярность, а также несколько значений для входного минимального и максимального напряжения т.е

Vmin(5.5 V >=) - больше или равно 5.5 В

Vmax (7 V >=) - больше или равно 7 В

Решил взять линейный стабилизатор - LM7812CT/NOPB

Выбранный

стабилизатор удовлетворяет параметрам индивидуального задания:

Uвх_мин 5.5 В (выбранный стабилизатор min 7 V)

Uвх_мах 7 (выбранный стабилизатор max 35 V )

Uвых 4 (выбранный стабилизатор 12 V)

Iвых_мах = 200мА (выбранный стабилизатор 1.5 A)

На картинке ниже можно ознакомиться с техническими характеристиками изделия.

1.2 Расчёт схемы

Пример подключения стабилизатора:

В данной схеме необходимо произвести расчёт делителя напряжения R1 и R2.

Выберу сопротивление элементов для расчета менее 100 кОм

Примем R2 равным 10 кОм. Воспользовавшись формулой, приведённой в

спецификации, вычислим R1.

Пусть U1=2 В

Uout=2(1+10/R1)+1

4=3+20/R1 ; 4R1=23

R1=5.6 кОм

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

и выбрал R1(резистор) и R2(Потенциометр) 30 к и 10 к соответственно.

По формуле из пункта 1.2 произведу вычисления:

Vout=2(1+10/30)+1

Vout=2(1+1/3)+1=3.6 В

1.4 Схема

Схема электрическая принципиальная:

Убрал потенциометр и заменил его резистром

1.5 Расчет тока нагрузки

В задании для примера задано значение резистора, имитирующего нагрузку, 100 Ом, поэтому возьму эту величину для расчета.

Рассчитал силу тока нагрузки и она получилась равная 40 мА

1.6 Расчет рассеивающей мощности

Рассчитал рассеивающую мощность и она получилась равная 0.6 Вт

Задание 2. Линейный стабилизатор с фиксированным выходом

Исходные данные:

2.1 Рассчитать потребляемый нагрузкой ток Iнагр, и потребляемую нагрузкой мощность Pпотр, учитывая Rнагр и Uвых

Iнагр = Uвых/Rнагр=0.45 А

Pпотр=Uвых*Iнагр=5*0.45=2.25 Вт

2.2 Рассчитать мощность Pрасс, которая будет рассеиваться стабилизатором напряжения, «питающим» нагрузку

Pрасс=Iвых*(Uвх-Uвых)=6.75 Вт

2.3 Выбрать линейный стабилизатор напряжения с фиксированным выходным напряжением, удовлетворяющий параметрам. Использовать сайт любого дистрибьютора электронных компонентов

Чтобы выбрать линейный стабилизатор, воспользуюсь сайтом eu.mouser.com

Воспользовался умным поиском. Сделал фиксированный выход, исходя из таблицы, поставил подходящие значения.

Самый подходящий по условию задачи из всех других это:ADP3335ARMZ-5-REEL

Его характеристики:

2.4 Рассчитать температуру tстаб стабилизатора, учитывая Pрасс (корпус

линейного для расчётов можно выбрать любой из предложенных в спецификации).

Таблица из датащит:

tстаб=6.75*48=324 C

2.5 Рассчитать схему для стабилизатора в соответствии со спецификацией на

выбранный компонент.

Схема приведена в спецификации:

Расчеты даны в таблице:

2.7 Зарисовать итоговую схему.

Задание 3.

3.1 LT3045EDD#PBF

3.2 Информация о стабилизаторе

3.2.1 Определить корпус 12-Lead MSOP and 10-Lead 3mm × 3mm DFN Packages

3.2.2 Допустимый диапазон входных напряжений Wide Input Voltage Range: 1.8 V to 20 V

От 1.8 В до 20 В

3.2.3 Допустимый диапазон регулируемого выходного напряжения Output Voltage Range: 0V to 15 V

От 0 В до 15 В

3.2.4 Максимальный выходной ток Output Current: 500 mA

или 0,5 А

3.2.5 Зависимость падения напряжения

Видно, что падение напряжения меняется в зависимости от температуры, при повышении увеличивается.

3.2.6 Описание каждого вывода

Приведена информация о максимальных температурах, которые могут выдержать выводы.

ОТКРЫТАЯ ПЛОЩАДКА (КОНТАКТ (11 для первого рисунка и 13 для второго) ЯВЛЯЕТСЯ ЗАЗЕМЛЕНИЕМ, ДОЛЖНА БЫТЬ ПРИПАЯНА К ПЛАТЕ

3.2.7 Формульные соотношения

В файле нашел две нужные формулы:

Для второй картинки:

Программируемая мощность Хорошая

Как показано на блок-схеме, порог хорошей мощности программируется пользователем с использованием соотношения двух внешних

резисторов, RP2 и RP1:

Если вывод PGFB увеличивается выше 300 мВ, разомкнутый коллектор

Вывод PG отключается и становится высокоимпедансным. Компаратор

power good имеет гистерезис 7 мВ и 5 мкс

отключения. Ток на выводе PGFB (IFB) от электрического

Таблицу характеристик необходимо учитывать при определении

сети резисторного делителя. Ток вывода PGFB (IFB)

можно игнорировать, если значение RPG1 меньше 30k. Если мощность хорошая

функциональность не используется, введите PIN-код PG. Пожалуйста, обратите внимание, что

возможности программируемого питания и быстрого запуска

отключены при выходном напряжении ниже 300 мВ

Для первой картинки:

Вывод EN/UV используется для перевода регулятора в состояние отключения микромощности. LT3045 имеет точную

Порог включения 1,24В на выводе EN/UV с гистерезисом 130 мВ

. Этот порог может использоваться в сочетании

с резисторным делителем от входного источника питания для определения

точного порога блокировки пониженного напряжения (UVLO) для

регулятора. Необходимо учитывать ток вывода EN/UV (IEN) на пороге из

таблицы электрических характеристик.

Ток вывода EN/UV (IEN) можно игнорировать, если REN 1

меньше 100k. Если не используется, привяжите булавку EN/UV к IN.

3.2.8 допустимый рабочий диапазон

Приведен диапазон напряжения, температуры, тока

3.3 Выбрать ПРОИЗВОЛЬНЫЕ значения Uвх из допустимого диапазона и Uвых.

Примем UВХ = 3 В, UВЫХ = 2 В (В соответствии с свойствами стабилизатора)

3.4 С учётом Uвых рассчитать сопротивление нагрузки

RНАГР = UВЫХ /0.5⋅I MAX = 2 В /250мА ≈ 8 Oм

3.5 Зарисовать схему стабилизатора с рассчитанными R для заданного Uвых

Для делителя напряжения, примем R3 = 49.9 кОм. Тогда:

R1 = R3( (V OUT/ 0.5)−1) =249 кОм

Часть 2. Расчёт импульсного стабилизатора

1.1 Выбрать импульсный стабилизатор напряжения с регулируемым выходным напряжением.

Я выбрал: LM2675N-12/NOPB

Воспользовался фильтром для поиска

1.2 Рассчитать схему для стабилизатора в соответствии со спецификацией на

выбранный компонент.

Схема приведена в спецификации

1.3 Зарисовать итоговую схему с учётом номиналов, выбранных на этапе 1.2.

Данный стабилизатор отсутствует в мультисиме и LTspice

1.4 Рассчитать ток Iнагр, который будет выдан стабилизатором в нагрузку при

Rнагр = 10 Ом. Uвых=5 В

Iнагр=Uвых/Rнагр=5/10=500 мА

1.5 Сделать вывод о том, выдержит ли стабилизатор нагрузку, эквивалентную

Rнагр = 10 Ом (если Iнагр < Iмах_стаб то стабилизатор выдержит данную нагрузку).

Значение Iмах_стаб приведено в спецификации.

пусть диапазон будет VIN = 6.5 V to 40 V

Не выдержит, но если немного уменьшить, то уже сможет

В данной табличке приведены максимальных значения, исходя из выбранного Uвх

Задание 2. Импульсный стабилизатор с фиксированным выходом

2.1 Выбрать импульсный стабилизатор напряжения с фиксированным

выходным напряжением, удовлетворяющий параметрам, приведёнными в табл. 2.2.

Я выбрал: LM2574HVM-12/NOPB ( с фиксированным выходом)

Воспользовался фильтром для поиска

2.2 Рассчитать схему для стабилизатора в соответствии со спецификацией на

выбранный компонент.

«Схема приведена в спецификации».

2.3 Зарисовать итоговую схему.

Данный стабилизатор отсутствует в мультисиме и LTspice

2.4 Сделать вывод о том, выдержит ли стабилизатор нагрузку, эквивалентную

Rнагр = 10 Ом (если Iнагр < Iмах_стаб то стабилизатор выдержит данную нагрузку).

Значение Iмах_стаб приведено в спецификации

Пусть Uвх=5В

Iнагр=Uвых/Rнагр=0,5/10= 50 мА

Стабилизатор выдержит нагрузку

В данной табличке приведены максимальные значения, исходя из выбранного Uвх

17