курсач / схемы курсач / часть 3
.docxЧасть 3. Схема формирования питания
Задание
Разработать схему формирования питания как составную часть устройства Х
(структурная схема представлена на рис.3.1) с заданными характеристиками. Схема
должна обеспечивать необходимые уровни напряжения для перечисленных ниже узлов схемы.
1. Фрагменты из таблиц с вариантом задания
Исходные данные
2. Оценка уровня выходного напряжения импульсного стабилизатора 1
Исходя из предыдущих частей курсовой работы, примеру падение напряжение за 1.5 В
Получается, что на выходе стабилизатора 1 должно быть 6.5 В (5+1.5)
3. Выбор линейных стабилизаторов
3.1. Микроконтроллер
ля выбора стабилизатора буду руководствоваться такими значениями как:
Uвых=>1.8 В Uвх=6.5 В с выходным током Iвых>=150 мА
Выберу первый попавшийся.
Им оказался ADP7102ARDZ-1.8-R7
Uвых=1.8 В Uвх=6.5 В с выходным током Iвых=300 мА
Pнагр= 1,8 В * 300 мА = 0,54 Вт
Pрасс= (6,5-1,8) В * 300 мА =1.41 Вт
Pрасс+Pнагр= 1,95 Вт
Данный стабилизатор нам подходит
3.2. Для питания блоков ввода-вывода ПЛИС
на UВЫХ = 5В (UВХ = 6,5В) с выходным током IВЫХ ≥ 280 мА
Аналогично возьму первый, который попадется
Я выбрал - LM341T-5.0/NOPB
Uвых=5 В Uвх=6.5 В с выходным током Iвых=500 мА
Pнагр= 5 В * 500 мА = 2.5 Вт
Pрасс= (6.5-5) В * 500 мА =0.75Вт
Pрасс+Pнагр= 3.25Вт
Данный стабилизатор нам подходит
3.3. Для питания ядра ПЛИС
UВЫХ = 1.25 В (UВХ = 6,5 В) с выходным током IВЫХ ≥ 80 мА
Аналогично возьму первый, который попадется
возьму стабилизатор - UA723CNSR
Uвых=2 В Uвх=9.5 В с выходным током Iвых= 150 мА
Pнагр= 2 В * 150 мА = 0.3 Вт
Pрасс= (9.5-2) В * 150 мА = 1.2 Вт
Pрасс+Pнагр= 1.5 Вт
R1=4,3 к R2= 3,3 к (взял из датащита)
соответственно R3= 1,8 к
Rsc=4,3 к
Cref=4,7 мк
Данный стабилизатор нам подходит
3.4. Для вспомогательного питания ПЛИС
UВЫХ = 1.5 В (UВХ = 6,5 В) с выходным током IВЫХ ≥ 130 мА
Аналогично возьму первый, который попадется
Я выбрал - LM723H/NOPB
Uвых=2 В Uвх=9.5 В с выходным током Iвых=150 мА
Pнагр= 2 В * 50 мА = 0.1 Вт
Pрасс= (9.5-2) В * 50 мА =0.38 Вт
Pрасс+Pнагр= 0.48 Вт
R1=4,3 к R2=3,3 к R3=1,8 к Rsc=4,3 к Cref=4,7 мк
Данный стабилизатор похож на предыдущий, в датащите разумно взять те же значения
4. Оценка выходного тока импульсного стабилизатора 1
Pимп1_вых= P1+P2+P3+P4= 1,95 + 3.25 + 1.5 + 0.48 = 7,18 Вт
Uимп1_вых=6.5 В
Iимп1_вых=Pимп1_вых/Uимп1_вых= 1.1 А
5. Выбор импульсного стабилизатора 1
UВЫХ = 12 В (UВХ =20 В) с выходным током IВЫХ ≥ 1.1 А
Аналогично возьму первый, который попадется
Я выбрал - ACT4533BYH-T
Uвых=12 В Uвх=20 В с выходным током Iвых=3,5 А
Долго искал, ничего более подходящего не нашел на сайте.
В приципе подходит
6. Выбор импульсных стабилизаторов 2 и 3
6.1 Для ОУ1
UВЫХ = 12 В (UВХ= 20 В) с выходным током IВЫХ ≥ 40 мА
Аналогично возьму первый, который попадется
Я выбрал - LM2671N-12/NOPB
Uвых=12 В Uвх=20 В с выходным током Iвых=500 мА
Данный стабилизатор нам подходит
6.2 Для ОУ2
повышение/понижение
Uвых=+16 В Uвх=16 В с выходным током Iвых=40 мА (20+20)
Аналогично возьму первый, который попадется
повышающий/понижающий преобразователь напряжения
Я выбрал - MIC2145YMM (повышение/понижение)
Uвых=+-16 (на два выхода) В Uвх=+16 В с выходным током Iвых=500 мА
R1=R2=R3=10 к
С2=10 мк
Инвертирующий
я выбрал - LTM4651IY#PBF (инвертирование)
Uвых=-16 В Uвх=16 В с выходным током Iвых=40 мА (20+20)
Аналогично возьму первый, который попадется
Uвых=-16 В Uвх=-16 В с выходным током Iвых=4 А
SV - вход под нагрузку (дополнительно нарисую на схеме)
7. Итоговая схема формирования питания с учётом выбранных компонентов
(Для всех , фиксированных, возьмём значения пассивных компонентов из приведённых выше типовых схем). Все приведено в датащите
Теперь надо рассчитать импульсный стабилизатор 1.
Все значения возьму из приведенной схемы, но выберу для них ближайшие значения из таблицы e96
формулы
Теперь нужно рассчитать импульсный стабилизатор 2.
LM2671N-12/NOPB
все значения возьму из приведенных схем
Инвертирующий расчитан в датащите.
далее следующий импульсник
MIC2145YMM
также приведу доп схемы из датащит
Схема формирования напряжения Uмк_Vdd и Uмк_Vdda
Схема формирования напряжения Uплис_Vcco
Схема формирования напряжения Uплис_Vccint
Схема формирования напряжения Uплис_Vccaux
Схема формирования напряжения 6,5В на входах линейныхстабилизаторов
Схема формирования напряжения Uoa1_+Vdda
Схема формирования напряжения Uoa2_+Vdda
Схема формирования напряжения Uoa2_-Vdda
8. Оценка выходного тока ИП (источника питания) для вашего устройства
(потреблением пассивных компонентов пренебречь)
PИМП1_ВЫХ = 7,18 Вт (пункт 4)
PИМП3_ВЫХ = IОУ2- * Uoa2_-Vdda = -20 мА * -16 В = 0,32 Вт
PИМП2_ВЫХ = PИМП3_ВЫХ + (IОУ2+ * Uoa2_+Vdda) + (IОУ1 * Uoa1_+Vdda) = 0,32 Вт +
(20 мА * 16 В) + (40 мА *12 В) = 0.32 + 0,32 + 0,48 = 1,12 Вт
PИП = PИМП1_ВЫХ + PИМП2_ВЫХ = ≈ 8,3 Вт
IИП = PИП / UИП = 8,3 Вт / 20 В = 415мА
