4.2. Преобразователь.
Изначально при разработке устройства я поставил цель чтобы оно питалось от батареек (кол-во 2-4). Была подобрана схема преобразователя напряжения из 3 в 12В. Выходное напряжение поменял на 9В путем расчета трансформатора и подбора стабилитрона.
Пример схемы имеется в приложении.
Расчет трансформатора.
Для устройства подойдет маломощный в/ч трансформатор.
Необходимое напряжение на вторичной обмотке (U2) и максимальной ток нагрузки (Iн) трансформатора.
1. Определение значения тока, текущего через вторичную обмотку трансформатора:
I2=1,5*Iн,
- где: I2-ток через обмотку 2 трансформатора, А;
Iн - максимальный ток нагрузки, А.
U2= 9В
Iн= 250 мА
I2= 1,5*250= 0,375 А
2. Определение мощности, потребляемую потребителем от вторичной обмотки трансформатора:
P2=U2*I2,
- где: P2- максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт ;
U2- напряжение на вторичной обмотке, В;
I2- максимальный ток через вторичную обмотку трансформатора, А
P2= 9*0,375= 3,375 Вт
3. Подсчитываем мощность трансформатора:
Pтр= 1,25*P2,
- где: Pтр- мощность трансформатора, Вт;
P2- максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора, Вт.
Pтр=1,25*3,375=4,22 Вт
4. Определяем значение тока, текущего в первичной обмотке:
I1=Pтр/U1,
- где: I1- ток через обмотку 1, А;
Pтр- подсчитанная мощность трансформатора, Вт;
U1- напряжение на первичной обмотке трансформатора. (напряжение батареек)
I1=4,22/3=1,4 А
5. Расчет необходимой площади сечения сердечника магнитопровода:
S=1,3*Pтр,
- где: S-сечение сердечника магнитопровода, см^2;
Pтр- мощность трансформатора, Вт.
S= 1,3* 4,22= 5,486 см^2
6. Определение числа витков первичной обмотки:
W1=50*U2/S,
- где: W1- число витков обмотки;
U1- напряжение в первичной обмотке, В;
S- сечение сердечника магнитопровода, см^2.
W1=50*3/5,486=27
7. Подсчитывание числа витков вторичной обмотки:
W2=55*U2/S,
- где: W2- число витков вторичной обмотки;
U2- напряжение на вторичной обмотке, В;
S- сечение сердечника магнитопровода, см^2.
W2=55*9/5,486= 90
8. Определение диаметра проводов обмоток трансформатора:
Таблица 3. Определение обмоток.
|
Iобм, мА |
< 25 |
25-60 |
60-100 |
100-160 |
160-250 |
250-400 |
400-700 |
700-1000 |
|
d, мм |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
Iобм= 250мА, d=0,4 мм.
Транзисторы.
Таблица 4. Технические параметры КТ 203Б.
|
Структура |
PNP |
|
Макс. напр. к-б при заданном обратном токе к и разомкнутой цепи э.(Uкбо макс),В |
30 |
|
Макс. напр. к-э при заданном токе к и заданном сопр. в цепи б-э.(Uкэr макс),В |
30 |
|
Максимально допустимый ток к ( Iк макс,А) |
0.01 |
|
Статический коэффициент передачи тока h21э мин |
30 |
|
Граничная частота коэффициента передачи тока fгр,МГц |
5.00 |
|
Максимальная рассеиваемая мощность к (Рк,Вт) |
0.15 |
Таблица 5. Технические параметры КТ 817Г.
|
Структура |
NPN |
|
Макс. напр. к-б при заданном обратном токе к и разомкнутой цепи э.(Uкбо макс),В |
80 |
|
Макс. напр. к-э при заданном токе к и заданном сопр. в цепи б-э.(Uкэr макс),В |
80 |
|
Максимально допустимый ток к ( Iк макс,А) |
6 |
|
Статический коэффициент передачи тока h21э мин |
25 |
|
Граничная частота коэффициента передачи тока fгр,МГц |
3.00 |
|
Максимальная рассеиваемая мощность к (Рк,Вт) |
25 |
Рассчитывая экономическую часть диплома был найден преобразователь на микросхеме, который отлично подойдет под схему. Она преобразует из 4,5 в 9 В поэтому устройство будет работать от 3 батареек, относительно стоимости она будет гораздо дешевле чем преобразователь с трансформатором.
Преобразователь на микросхеме МС34063А.
Вычисления производились благодаря калькулятору данной схемы, что непосредственно облегчило расчет элементов.
На вход было подано напряжение 4,5 В (напряжение трех батареек). На выход 9В , ток 200мА, которого хватит для работы схемы.
В итоге были получены следующие значения элементов.
Ct= 1167 пкФ
Ipk= 960 мА
Rsc= 0.312 Ом
Lmin= 106 мкГн
Co= 475 мкФ
R=180 Ом
R1=1кОм
R2=6.2кОм (9V)
рис. 4. Преобразователь MC34063A.