Расчет охладителя

Исходными данными при расчете охладителя являются:

- предельная температура рабочей области полупроводникового прибора t_p;

- рассеиваемая прибором мощность P;

- внутреннее тепловое сопротивление переход-корпус P_Tn-p;

- тепловое сопротивление контакта между прибором и охладителем Rк;

Рисунок 2.5.1 – коэффициент теплоотдачи охладителей.

Расчет охладителей для транзисторов VT8 VT9.

Определяем тепловое сопротивление контакта между прибором и охладителем R_К:

, (2.5.74)

где S_К – площадь контактной поверхности, м².

Определяем перегрев места крепления прибора с охладителем по формуле:

, (2.5.75)

где P₈ – мощность, рассеиваемая на транзисторе VT8 (VT9).

Определяем в первом приближении средний перегрев основания охладителя по формуле:

, (2.5.76)

По рисунку 2.5.1 выбираем охладитель, обеспечивающий при заданном перегреве коэффициент теплоотдачи Вт/(м²К).

Параметры выбранного охладителя: H=20мм, Sш=10мм, L1=L2=40мм.

Уточняем размер основания по форуле:

м². (2.5.77)

Определяем размер основания L2:

мм² (2.5.78)

Расчет охладителя для транзистора VT3.

Определяем тепловое сопротивление контакта между прибором и охладителем R_К:

, (2.5.79)

где S_К – площадь контактной поверхности, м².

Определяем перегрев места крепления прибора с охладителем по формуле:

, (2.5.80)

где P₃ – мощность, рассеиваемая на транзисторе VT3.

Определяем в первом приближении средний перегрев основания охладителя о формуле:

, (2.5.81)

По рисунку 2.5.1 выбираем охладитель, обеспечивающий при заданном перегреве коэффициент теплоотдачи Вт/(м²К).

Параметры выбранного охладителя: H=20мм, Sш=10мм, L1=L2=40мм.

Уточняем размер основания по форуле:

мм². (2.5.82)

Определяем размер основания L2:

мм² (2.5.83)

Заключение

Разработанный усилитель низкой частоты имеет следующие достоинства и недостатки:

1. Коэффициент нелинейных искажений несколько превышает допустимый, хотя и находится в пятипроцентном интервале.

2. Усилитель имеет достаточно низкое входное сопротивление

3. Усилитель имеет достаточно высокие массо-габаритные показатели, в связи с тем, что охладитель на транзисторах выходного каскада выбран не совсем корректно.

Методы улучшения параметров:

1. Уменьшить нелинейные искажения можно путем уменьшения амплитуды входного тока выходного каскада, т.е. повысив коэффициент передачи тока выходных транзисторов.

2. Для увеличения входного сопротивления можно применить последовательную ОС.

Приложение а. Параметры транзисторов а.1 Полевые транзисторы

тип	Icmax	Uсиmax	Pmax	Uзи отс	Iснач
КТ208Е	20мА	25В	0.2Вт	0.55В	1мА

А.2 Биполярные транзисторы

тип	проводи-мость	Iкmax п	Uкэmax	Pкmax	UБЭ пор	UКЭнас	Дополнительно
КТ208Е	p-n-p	150мА	30В	0.2Вт	0.5В	0.4В
КТ815ВКТ814В	n-p-np-n-p	1.5А	70В	1/10 Вт	0.5В	0.6В
КТ819ВКТ818В	n-p-np-n-p	10А	70В	1.5/60Вт	0.45В		Площадь контакта – 159мм2

Разработка принципиальной электрической схемы

Выходной каскад

Выходной каскад создается по схеме бестрансформаторного двухтактного усилителя мощности (УМ) на биполярных транзисторах. Данная схема позволяет осуществить непосредственную связь с нагрузкой, что дает возможность обойтись без громоздких трансформаторов и разделительных конденсаторов; имеют хорошие частотные и амплитудные характеристики; легко могут быть выполнены по интегральной технологии.

Транзисторы усилителя мощности включаются по схеме с общим коллектором, что позволяет существенно снизить нелинейные искажения каскада.

Исходя из соотношений коэффициента нелинейных искажений (Kf) и коэффициента полезного действия (КПД), а также учитывая мощность и сопротивление нагрузки, заданных в техническом задании, выбирается режим работы транзисторов B*. Данный режим обеспечивает сниженный Kf при высоком КПД.

Расчет нелинейных искажений на УМ

Поз. обоз -начение

Наименование

кол

Примечание

VT1

КП303А

1

VT2

КТ208В

1

VT3,VT4, VT5

КТ815В

3

VT5, VT7

КТ814В

2

VT8

КТ819В

1

VT9

КТ818В

1

R1

МЛТ – 0.125Вт – 15кОм .

1

R2

МЛТ – 0.125Вт – 820Ом .

1

R3

МЛТ – 0.125Вт – 51Ом .

1

R4

МЛТ – 0.125Вт – 160Ом .

1

R5

МЛТ – 0.125Вт – 3.3кОм .

1

R6

МЛТ – 1Вт – 910Ом .

1

R8, R9

МЛТ – 0.125Вт – 1кОм .

2

R10, R11

С5-16МВ – 3Вт – 0.1Ом .

4

Roc1

МЛТ – 0.125Вт – 150кОм .

1

Roc2

МЛТ – 0.125Вт – 75Ом

1

С1

K10-7А – 25В – 1.5нФ

1

С2

К10-47А – 25В – 1.2мкФ

1

Сос1

К10 – 47В – 25В – 0.68мкФ

1

Сос2

К10 – 17В – 50В – 27пФ

1

C3

К10-7В - 50В – 0.082мкФ

1

VD1

Д220Б

1

ПК 6.0908.99.16.00.000 ПЗ

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Сахошко

Усилитель низкой частоты. Спецификация

Лит.

Лист.

Листов

Пров.

Бизянов

У

1

1

ДГМИ ПЭ-97-2

Н.контр.

Попова

Утв.

					ПК 6.0908.99.16.00.000 ПЗ
Изм	Лист	№ докум.	Подп.	Дата
Разраб.		Сахошко Д.Ю.			Усилитель низкой частоты Пояснительная записка	Лит.			Лист.	Листов
Пров.		Бизянов Е.Е.				У			3
						ДГМИ ПЭ-97-2
Н.контр.		Попова Л.Ю.
Утв.

Список литературы

1. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учеб. пособие для приборостроит. спец. вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк. 1991. – 622с.: ил.

2. Малахов В.П. Электронные цепи непрерывного и импульсного дейстия. – К.: Одесса: Лыбидь, 1991. – 256с.

3. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: учебник для вузов. – М.: Высш. школа, 1982. – 496с.: ил.

4. Усатенко С.Т. и др. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. – М.: Издательство стандартов, 1989. – 325с.

5. Лаврененко В.Ю. Справочник по полупроводниковым приборам. 9-е издание перераб. К. Технiка, 1980. – 464с.; ил.

6. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой ощности./ А.А. Зайцев и др.: Под ред. А.В. Голомедова. – М. Радио и связь, КубК-а 1994. – 384 с.; ил.

7. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности./ А.А. Зайцев и др.: Под ред. А.В. Голомедова. – М. Радио и связь, КубК-а 1994. – 384 с.; ил.