2 Анализ схемы электрической принципиальной и описание принципа работы изделия

2.1 Анализ схемы электрической принципиальной

При анализе схемы электрической принципиальной следует определить токи и напряжения, действующие в каждой цепи устройства. Это необходимо для оптимального подбора элементной базы для будущего функционального узла. Как видно из пункта 1, необходимо определить мощности рассеивания для резисторов, рабочие напряжения на конденсаторах и выпрямительном диоде и диодных мостах.

В виду того, что схема работает от переменного напряжения не более 20 В и после диодного моста выпрямленное напряжение будет не более 18 В, ясно, что на резисторе R1 напряжение будет не более 14В. Зная сопротивление резистора R1, определим рассеиваемую на нем мощность:

Р1=IU=I²R1=U²/R=14²/1000=0.196 Вт (1)

где I – ток, протекающий через элемент;

U – напряжение на элементе;

R1 – сопротивление резистора.

Таким образом, резистор R1 необходимо брать на 0,25 Вт.

Через резистор R2 потечет маленький ток порядка0,001 А. По формуле (1) определим рассеиваемую на нем мощность:

Р2= I²R2=0,001²510=0,00051 Вт (2)

Таким образом, резисторы R2 необходимо брать на 0,125 Вт.

Из схемы видно так же, что в цепи стабилитрона VD3-4 действуют малые ток и напряжение, следовательно, достаточно использование маломощного диода. Максимальное напряжение на конденсаторе С1 небольше18 В, следовательно с учетом запаса прочности следует применить конденсатор на 25 В. Конденсаторы С2 и С3 целесообразно брать на 25 В.

В цепи резисторов R4,R5,R8 действует максимальное напряжение не более 30 В, следовательно, мощность рассеивания будет малой и вполне достаточно применение резисторов на 0,125 Вт.

В цепи резистора R6 действует напряжение около 10 В следовательно достаточно использовать резистор мощностью 0,5 Вт. Через резисторы R7,R9,R10,R11,R14,R15,R16,R17 течет малый ток, следовательно, достаточно использовать резисторы мощностью 0,125 Вт.

Транзистор VT1 требуется малой мощности, но высокой частоты, а транзистор VT2 тоже малой мощности, но низкочастотный.

К транзистору VT3 при короткозамкнутой нагрузке может прикладываться напряжение до 12 В. Значит, максимально допустимое напряжение между стоком и истоком транзистора должно быть на 10-20% больше 12 В (около 15 В).

Диодные мосты VD1-2 необходимы с учетом входного напряжения до 20 В и входным током до 24 мА.

Стабилитроны VD3-4 выбираем в соответствии с техническим заданием с напряжением стабилизации 13 В.

Светоизлучающий диод любой видимого диапазона.

Тиристор VS1 импульсный с рабочим напряжением 50 В, напряжение открытия 2,5 В.

Кроме того, необходимо учесть, что трансформатор Т1 необходимо вынести за пределы функционального узла. Все остальные элементы будут располагаться непосредственно на печатной плате устройства.

2.2 Описание принципа работы узла

Рассмотрим работу устройства. Данным устройством является блок питания предназначенный для питания бытовой радио электронной аппаратуры с выходным напряжением 12 В. Основными элементами устройства являются операционный усилитель, аналоговый перемножитель в интегральном исполнении и транзисторы.