Санкт-Петербургский Колледж Информационных Технологий

Специальность 2204

Методические указания

по курсовому проектированию

источников питания РЭА

Сакт-Петербург

2004 год

Приложение 5. Перечень элементов и угловой штамп.

Перечень элементов, примененных при разработке курсового проекта, может быть приведен как на листе с принципиальной схемой, так и в виде приложения к пояснительной записке на формате А4. Оформляется он как таблица:

Обозначение	Наименование	Кол-во, шт.	Примечание
	Резисторы
R1	Резистор МЛТ 0,5-1кОм-Е12	1
R2-R4	Резистор МЛТ 0,25-220Ом-Е6	3
R5	Резистор СП-I-0,5-47кОм-Е6	1	Рег. напряжен.
R6	Сопротивление 1 Ом	1	Проволочный
	Конденсаторы
С1	Конденсатор К73-16-63В-0,1мкФ	1
С2	Конденсатор К50-6-25В-2000мкФ	1
	Полупроводниковые диоды
VD1-VD4	Диодная матрица КЦ 402А	1	Выпр. блок
	и так далее для всех элементов принципиальной схемы.

Угловой штамп (или основная надпись) на чертежах располагается в правом нижнем углу и существенно отличается от основной надписи в учебных эскизах по черчению:

Размеры и правила заполнения основной надписи можно найти в справочниках по черчению или на консультациях.

17

В конце пояснительной записки помещается список литературы с указанием порядкового номера, Ф.И.О. автора, названия и года издания. Рисунки и графики выполняются карандашом и нумеруются арабскими цифрами. Все листы брошюруются в папку.

1.5. Графическая часть.

Графическая часть курсового проекта состоит из двух листов формата А0, на одном из которых вычерчивается принципиальная электрическая схема, а на другом чертеж печатной платы с указанием ее размеров и размещением элементов. Перечень элементов может быть помещен на чертеже принципиальной схемы или оформлен в виде листа-приложения к пояснительной записке.

1.6. Порядок выполнения и защиты проекта.

Проект выполняется в два этапа - в черновом и чистовом варианте. Черновой вариант предъявляется преподавателю на консультациях и, после его одобрения, выполняется в чистовом виде и сдается на проверку. Во время защиты учащийся кратко докладывает о результатах работы и отвечает на вопросы по содержанию проекта.

2. Методика расчета ивэ

2.1. Классификация и структурные схемы ивэ.

Источники вторичного электропитания (ИВЭ) предназначены как для работы в составе различных электронных устройств, требующих стабильного постоянного низковольтного напряжения, так и в качестве лабораторных блоков при налаживании радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). В связи с этим к ним предъявляются различные требования по параметрам и структуре. Они могут быть выполнены по трансформаторной или бестрансформаторной (импульсной) схеме. Типовая структура трансформаторного ИВЭ содержит следующие функциональные узлы, представленные на рисунке 2.1.

1 2 3 4

Рисунок 2.1. Структурная схема ИВЭ

1 - трансформатор;

2 - выпрямитель;

3 - фильтр;

4-стабилизатор. 2

Приложение 4. Параметры пассивных элементов

Таблица 6. Унифицированные трансформаторы

Тип трансформатора	Типовая мощность PТР	Напряжение вторич. обмоток U2	Ток вторичных обмоток I2
ТПП 244	14,5 Вт	4,5; 7,5; 9; 12; 15; 20; 25 В	0,655 А
ТПП 245	14,5 Вт	2х5 В; 2х10 В; 2х2,61 В	0,415 А
ТПП 252	22 Вт	2х5 В; 2х6,3 В; 2х12,6 B	0,97 A
TПП 254	31 Вт	2х5 В; 2х6,3 В; 2х12,6 B	1,76 A
TПП 258	62 Вт	2х5 В; 2х6,3 В; 2х12,6 B	1,82 A

Примечания:

1. Если напряжение на вторичных обмотках, которые можно соединять последовательно, окажется выше расчетного, то следует увеличить U_ВХ стабилизатора и пересчитать связанные с ним величины.

2. Если ток вторичных обмоток трансформатора меньше тока нагрузки, то однотипные обмотки можно включить параллельно.

15

2.2 Схемы и расчет стабилизаторов напряжения.

Обычно стабилизаторы ИВЭ выполняются по компенсационной схеме с мощным составным транзистором в качестве регулирующего элемента. В качестве усилителя сигнала ошибки могут использоваться как отдельные транзисторы, так и ИМС, (либо операционные усилители, либо интегральные стабилизаторы). В техническом задании могут быть оговорены типы применяемых усилителей.

Схема простого компенсационного стабилизатора на транзисторах приведена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3. Схема компенсационного стабилизатора напряжения

Он содержит мощный регулирующий элемент на составном транзисторе VT2,VT3, усилитель сигнала ошибки на транзисторе VT1, источник опорного напряжения в виде параметрического стабилизатора VD1,R3 и регулируемый делитель выходного напряжения R4,R5,R6. Резисторы R1 и R2 обеспечивают режимы работы транзисторов по постоянному току, а конденсаторы С1,С2 фильтруют переменные составляющие выходного напряжения с частотой пульсаций. Опорное напряжение стабилитрона VD1 определяет минимальный уровень выходного напряжения. Для эффективной работы стабилизатора на коллекторе транзистора VT1 устанавливается напряжение среднее между опорным и выходным. Коэффициент стабилизации зависит от усилительных свойств транзистора VT1 и сопротивления резистора R1. Максимальный ток в нагрузке ограничен мощностью, рассеиваемой регулирующим транзистором VT3. При больших токах нагрузки коэффициент стабилизации уменьшается за счет падения напряжения на составном транзисторе VT2,VT3, в этом случае необходимо иметь запас K_СТ. не менее 20-30%.

4

Приложение 2. Параметры полупроводниковых приборов.

Таблица 1. Выпрямительные диоды и диодные сборки.

Тип диода	Средний прямой ток Iпр. А	Прямое напряжение Uпр. В	Обратное напряжен. Uобр. В	Примечание
КД202А	5,0	1,0	50
КД205Л	0,7	1,0	200	2 диода в корпусе
КД208А	1,5	1,0	100
КД212Б	1,0	1,0	100
КЦ405Е	1,0	4	100	диодный мост
КЦ410А	3,0	1,2	50	диодный мост

Таблица 2. Стабилитроны.

Тип диода	Напряжение стабилизации Uст. ,В	Миним. ток стабилизации I ст.мин.,мА	Максим. ток стабилизации I ст.макс.,мА
КС139Г	3,9	1,0	32
КС147Г	4,7	1,0	26
КС156Г	5,6	1,0	22
КС175Ж	7,5	0,5	17
КС182Ж	8,2	0,5	15
КС191Ж	9,1	0,5	14
КС210Ж	10	0,5	13
КС212Ж	12	0,5	10
КС215Ж	15	0,5	8,3
КС218Ж	18	0,5	6,9

Таблица 3. Транзисторы. (В скобках - мощность с теплооводом)

Тип транзистора	Проводимость	Мощность Pк.макс	Напряжение U к.макс	Ток Iк.макс	Усиление h21э
КТ315Г	npn	0,15 Вт	35 В	0,1 А	50 - 350
КТ361Г	pnp	0,15 Вт	35 В	0,05 А	50 -350
КТ3102Г	npn	0,25 Вт	20 B	0,1 A	400-1000
KT3107K	pnp	0,3 Вт	25 B	0,1 A	380-800
KT814A	pnp	1(10) Вт	40 B	1,5 A	40
KT815A	npn	1(10) Вт	40 B	1,5 A	40
KT816Б	pnp	1(10) Вт	45 B	3 A	35
KT817Б	npn	1(10) Вт	45 B	3 A	35
KT818Б	pnp	2(100)	40 B	15 A	20
KT819Б	npn	2(100)	50 B	15 A	20

13

Минимальное входное напряжение стабилизатора U_{ВХ. МИН}. находим с учетом минимального напряжения между эмиттером и коллектором регулирующего транзистора, при котором он сохраняет усилительные свойства. Для большинства мощных транзисторов это напряжение составляет 3-4 вольта. Поэтому:

U_{ВХ. МИН.} = U_{ВЫХ. МАКС.} + (3-4)В (4)

Как и в предыдущих случаях, для нерегулируемого ИВЭ максимальное значение выходного напряжения следует заменить номинальным.

1. Исходя из заданного в технических условиях значений нестабильности сетевого напряжения a_МИН. и a_МАКС. определяем номинальное и максимальное значения входного напряжения:

U_ВХ. = U_{ВХ. МИН} ⁄ (1 - a_МИН.)

и U_{ВХ. МАКС} = U_ВХ.(1 + a_МАКС.) (5)

2. Таким образом, можем рассчитать какую мощность рассеивает регулирующий транзистор при максимальном входном и минимальном(или номинальном для нерегулируемого) выходном напряжениях стабилизатора:

P_VT3 =( U_{ВХ. МАКС}.- U_{ВЫХ. МИН}.) I_{К. VT3}

или P_VT3 =( U_{ВХ. МАКС}.- U_ВЫХ. ) I_{К. VT3} (6)

По этому значению рассеиваемой мощности и току коллектора выбираем регулирующий транзистор так, чтобы его предельные параметры на 20-30% превышали рассчитанные.

3. Мощность транзистора VT2 значительно меньше, чем транзистора VT3, поскольку его ток коллектора не превышает максимального тока базы регулирующего элемента. Поэтому

P_VT2 = P_VT3 ⁄ h_{21Э VT3} (7)

т.е. в 10-15 раз меньше, чем на мощном транзисторе. В случае если мощный транзистор имеет большой коэффициент усиления h_21Э и его базовый ток не превышает 200-300 мА, можно обойтись и без транзистора VT2, а коллектор VT1 соединить с базой VT3, убрав при этом резистор R2.

4. По заданным параметрам нестабильности выходного напряжения b_МАКС и b_МИН. определяется необходимый коэффициент стабилизации:

K_СТ.=( a_МИН.+ a_МАКС.) ⁄ ( b_МИН.+ b_МАКС.) (8)

6

4. Исходные данные для расчетов.

№ вар	Uн В	Iн А	Кст	Кп %	Примеч.	№ вар	Uн В	Iн А	Кст	Кп%	Примеч.
1	9	0,5	100	1	Рег. 10%	16	20	1,5	500	0,3	ОУ
2	10	1,0	30	2		17	21	2,2	180	1,0
3	12	0,8	250	0,3		18	24	1,1	100	1,3	Рег. 20%
4	15	2,3	500	0,1	ОУ	19	27	1,3	300	0,5
5	18	1,2	300	0,3	Рег. 20%	20	30	0,5	1200	0,05	ИС
6	20	2,5	80	0,5		21	9	1,6	700	0,1	ОУ
7	21	2,0	150	0,9		22	10	2,0	80	2,0	Рег. 10%
8	24	1,5	400	0,2	ОУ	23	12	1,5	350	0,4
9	27	0,7	1000	0,05	ИС	24	15	0,9	2000	0,01	ИС
10	30	1,8	50	1		25	18	1,7	500	0,2	ОУ
11	9	1,0	200	0,4	Рег. 15%	26	20	1,0	300	0,1
12	10	1,5	700	0,1	ОУ	27	21	0,6	1700	0,03	ИС
13	12	2,2	350	0,6		28	24	1,3	250	0,6
14	15	1,4	200	0,9	Рег. 30%	29	27	1,6	100	0,8	Рег. 15%
15	18	0,9	1500	0,07	ИС	30	30	1,1	450	0,3	ОУ

Номер варианта соответствует порядковому номеру в классном журнале

Коэффициенты нестабильности сетевого напряжения a_мин. и а_макс. следует взять в размере 0,1, т.е. 10%. Значения b_мин. и b_макс , необходимые для расчетов, следует вычислить по формуле (8).

Сокращения: ОУ - операционный усилитель, ИС - интегральный стабилизатор, Рег. 10% - регулировка выходного напряжения в указанных пределах.