ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

НИЖЕГОРОДСКИЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

Дисциплина: «Источники питания»

КУрсовое проектирование

Вариант №4

Работу выполнил: Работу проверил:

студент гр. 3РЭТ-10-1 преподаватель

Волнцхин С.Ф. Чадова О.И

Н.Новгород 2012 г

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1. Исходные данные:

   1. Параметры питающей сети:

U_С =220 В 10 %;

f_С = 50 Гц;

1. Параметры выходных цепей постоянного тока:

1. U_вых = 3 В

2. I_вых = 3 А

3. К_п = 0,2%

4. К_ст = 120

5. Габариты минимальны

СОДЕРЖАНИЕ: лист

1 Введение 3

Выбор и обоснование выбора структурной схемы ИП (рис. 1)

1. 4

3 Расчетная часть 5

3.1 Расчет выпрямителя и сглаживающего фильтра 5

3.2 Расчет трансформатора 7

3.3 Расчет компенсационного стабилизатора непрерывного действия 9

4. Организационно – экономическая часть 12

Литература 13

Приложения

7. Введение:

   1. Выбор и обоснование выбора структурной схемы ИП:

Анализируя исходные технические данные, выбираем схему с безтрансформаторным входом, т.к. у нас имеется ограничение по габаритам.

Структурная схема ИП:

рис. 1

Назначение элементов:

Выпрямитель (В) – выпрямляет входное переменное напряжение, в постоянное, пульсирующее.

Сглаживающий фильтр (СФ) – сглаживает пульсации напряжения.

Преобразователь (Пр) – преобразование постоянного напряжения одного номинала в переменное напряжение другого номинала.

Переключающее устройство (ПУ) – транзисторы, работающие в ключевом режиме.

Трансформатор (Тр) – изменение амплитуд напряжения, тока и гальванически развязывает вход и выход.

Стабилизатор (Ст) – Обеспечивает постоянство входного напряжения с заданной точностью, при изменение входных напряжений или нагрузки в допустимых пределах.

1. Выбор и обоснование выбора принципиальной схемы (рис2) :

В_вх (Выпрямитель) — Выбираем однофазную мостовую схему выпрямления, так как есть возможность подключения с безтрансформаторным входом, малые габариты и хорошее качество выпрямленного напряжения.

СФ_вх (Сглаживающий фильтр) — Выбираем емкостной фильтр, так как малые потери постоянной составляющей, прост и занимает минимальные габариты.

Пр (Преобразователь) — Выбираем двухтактный преобразователь напряжения, так как у него высокий КПД, и нет подмагничивания магнитопровода, как в однотактной схеме.

В_вых (Выпрямитель) — Выбираем однофазную мостовую схему выпрямления, так как есть возможность подключения с безтрансформаторным входом, что обеспечивает малые габариты и хорошее качество выпрямленного напряжения.

СФ_вх (Сглаживающий фильтр) — Выбираем емкостной фильтр, так как малые потери постоянной составляющей, он прост и занимает минимальные габариты.

Ст (Стабилизатор) — Выбираем компенсационный стабилизатор постоянного напряжения с непрерывным действием, так как высокий коэффициент стабилизации.

Временные диаграммы силовой цепи:

U₂

i_VD1,4 t

i_VD2,3 t

i_H t

U_H t

U_VD t

t

1. Расчётная часть:

   1. Расчёт стабилизатора:

      1. Задаём коэффициент пульсации на входе у стабилизатора

Где 𝛼 – коэффициент изменения входного напряжения в сети, а значит и входное напряжение стабилизатора.

2. Определяем коэффициент изменения напряжения выпрямителя.

1. Задаёмся величиной внутреннего сопротивления выпрямителя.

1. 

1. Максимальное допустимое падение напряжения на регулируемом транзисторе.

1. Расчёт максимального тока потребляемого стабилизатором.

1. I_вхст = I_нmax = I_н + I_доб = 3+0,3=3,03

I_доб = (0.03 ÷ 0.1) ∙ I_н, при чём коэффициент уменьшается с увеличением тока

1. Вспомогательный коэффициент.

Задаемся регулировкой выходного напряжения

2. Коэффициент регулировки выходного напряжения. Выходное напряжение регулируется приблизительно на 20% вверх и вниз от номинала.

3. Определяем входные напряжения стабилизатора.

_Uвхmin = U_вых 𝛽_max F = 3 ∙ 1.2 ∙ 1,8 = 6,5 В

U_вхном = = = 8,1 В

U_вхmax = U_вхном ∙ A_max =8,1 ∙ 1,2 = 9,7 В

1. Выбор элементной базы

   1. Выбираем транзистор VT1

• Максимальный ток

• Максимальное напряжение

• 

• Максимальная мощность, рассеиваемая на транзистора

• 

Этим условиям удовлетворяет транзистор КТ818А с параметрами

2. Определяем параметры опорного стабилитрона VD1 и выбор типа стабилитрона. Он должен соответствовать следующему условию:

Подставляем в это выражение , получаем и в соответствии с приведенной рекомендацией по приложению 6 выбираем стабилитрон типа 2С113А с параметрами:

Принимаем ,

3. Определение параметров усилительного транзистора VT2 и выбор типа транзистора

Исходя из условия , по приложению 7 выбираем транзистор ГТ109Г с достаточно высоким коэффициентом передачи тока параметры таким образом выбранного транзистора следующие параметры:

Принимаем ток коллектора транзистора

Сопротивление балластного резистора

Примем (см. приложение 8)

Сопротивление резистора ,

в котором - этот ток, протекающий по резистору , причем

Подставим значения параметров и найдем

Примем

4. Определяем сопротивление делителя

Из этих уравнений выводим формулы для расчетов транзтисторов, при этом значение определяеться следующим образом:

Определяем мощность резисторов

По полученым параметрам выбираем резисторы (по приложению 8):

: УЛИ-0,1; :УЛИ-0,5; :УЛИ-0,1; :ППБ-1; :УЛИ-0,25

5. Коэффициент стабилизации напряжения