4.9. Расчет источников питания
Источники питания предназначены для организации питания всех схем блока управления.
Наибольшее распространение в качестве стабилизированных источников питания нашли источники на интегральных стабилизаторах типа КРЕН. Они имеют большой выбор стабилизаторов как по выходному напряжению, так и по мощности. Интегральные стабилизаторы данного типа выпускаются на универсальное и фиксированное напряжение. При токах нагрузки, превышающих выходной ток стабилизатора возможно подключение мощных транзисторов, позволяющих увеличить выходной ток стабилизатора до 5А.
В качестве нестабилизированного источника применим типовой источник (рисунок 5.9.1), состоящий из выпрямительного моста и фильтров.
Рисунок 5.9.1 - Нестабилизированный источник питания.
Диоды для выпрямителя выбираются по двум основным параметрам: постоянному (выпрямленному) току, который должен выдавать выпрямитель, и обратному напряжению. Эти параметры диодов приводятся в справочниках.
Выпрямленный ток диода должен быть не меньше полного тока, потребляемого нагрузкой. Максимальное обратное напряжение, прикладываемое к диоду, равно удвоенному амплитудному входному напряжению источника:
,
где Uвх
=
60В (5.9.1)
тогда
.
Диоды должны быть рассчитаны на ток Iд>Iпуск.
Исходя из вышеизложенного выбираем диоды КД257А.
Конденсаторы являются фильтрами. Величина конденсатора С1 обычно выбирается в пределах 0,02-0,1 мкФ, выбираем С1 = 0,047 мкФ на напряжение не менее 2·Uвх = 2·60 = 120В, выбираем стандартное значение напряжения – 100В. Чем больше емкость конденсатора фильтра на выходе источника, тем лучше сглаживаются пульсации выпрямленного напряжения. C2 зависит от тока нагрузки. Емкость С2 при токе 12,5A можно рассчитать как
. (5.9.2)
Примем
С
= 150000 мкФ (из 2-х конденсаторов 100000, и
50000), U
= 50В. (
-девиация
напряжения,Т
– период
сетевого напряжения 0,02с)
Стабилизированные источники питания выполняются на интегральных стабилизаторах по типовым схемам.
Для источника напряжения +5В (рисунок 5.9.2), питающего микросхемы ТТL-логики К155 и К555, оптопары, задатчик и другие схемы, выбираем стабилизатор с фиксированным напряжением +5В КРЕН5А, у которого
Uвых=5В, Iвых = 3А. Выбираем конденсаторы С1 = 1000 мкФ, напряжение 63В; С2 = 5000 мкФ, напряжение 16В.
Рисунок 5.9.2 - Источник напряжения +5В
Для источника напряжений ±15В (рисунок 5.9.3), питающего компараторы, ОУ, выбираем стабилизатор с фиксированными двуполярным напряжениям ±15В КРЕН6А, у которого Uвых = ±15В, Iвых = 1,5А. Конденсаторы выбираются аналогично предыдущему пункту, С1 = С2 = 1000 мкФ, напряжение 63В,С3 = С4 = 5000 мкФ, напряжение 25В.
Рисунок 5.9.3 Источник напряжений ±15В
Для источника напряжения +5В (рисунок 5.9.4), питающего предмощный каскад, выбираем стабилизатор с фиксированным напряжением +5В КРЕН5А, у которого Uвых = 5В, Iвых = 3А. Конденсаторы С1 и С2 выбираются из вышеизложенных соображений.
Выбираем С1 = 1000 мкФ, напряжение 63В; С2=5000 мкФ, напряжение 25В.
Рисунок 5.9.4 - Источник напряжения +5В