Задание на курсовое проектирование.

Задания выдаются каждому учащемуся за месяц до срока сдачи проекта. В задании определяются основные требования, предъявляемые к проектируемому устройству, и срок сдачи проекта. Задание подписывается преподавателем и проектантом с указанием даты получения.

Содержание пояснительной записки.

Пояснительная записка должна содержать титульный лист, описание устройства, принцип его действия, обоснование принятых технических решений и включать в себя следующие составные части:

· назначение устройства;

· описание структурной схемы;

· выбор и описание электрической схемы;

· расчет электрических параметров;

· выбор элементной базы;

· конструктивное оформление устройства;

· список используемой литературы.

Титульный лист.

Титульный лист является первым листом пояснительной записки и должен содержать название учебного заведения, наименование темы проекта, фамилию, имя и отчество проектанта, номер его группы, а также Ф.И.О. преподавателя. Образец титульного листа приводится в приложении 1.

Оформление пояснительной записки.

Текст пояснительной записки отпечатывается на принтере в любом текстовом редакторе на писчей бумаге формата А4 (210 х 297 мм).

Объем пояснительной записки должен быть не менее 15 листов, а ее содержание разбивается на разделы и подразделы, которые нумеруются арабскими цифрами с точкой. Каждый раздел начинается с нового листа. Каждый лист пояснительной записки оформляется рамкой и нумеруется. Вторым листом после титульного должно быть содержание пояснительной записки с указанием страниц разделов и подразделов.                       

1

Приложение 6. Плата печатного монтажа.

Плату печатного монтажа необходимо вычерчивать в увеличенном масштабе либо 2:1 либо 4:1.Для этого нужно создать тонкую координатную сетку с шагом, кратным 2,5 мм. Печатные проводники должны быть шириной не менее 1 мм и заканчиваться круглыми контактными площадками диаметром 3-5 мм. Центры монтажных отверстий должны совпадать с центрами контактных площадок. Плата может быть как односторонней, так и двухсторонней. Для упрощения односторонней платы можно использовать проволочные перемычки. На чертеже необходимо указать размеры платы и диаметры крепёжных отверстий. Не следует размещать на плате крупногабаритные детали, такае как трансформатор, электролитические конденсаторы большой емкости (более 500 мкФ), радиатор мощного транзистора и т.п. В этом случае на плате создаются выходные соединительные контактные площадки, куда припаивают соединительные провода. Печатные проводники штрихуются косой штриховкой. Пример чертежа печатной платы приведен на рис. П.1

 

Рисунок П1. Пример чертежа печатной платы

 

В свою очередь, стабилизатор включает в себя следующие структурные элементы:

1 - регулирующий элемент;

2 - усилитель сигнала ошибки;

3 - источник опорного напряжения;

4 - схема защиты от перегрузок;

5 - выходной делитель напряжения.

Рисунок 1.2. Структурная схема стабилизатора

Расчет ИВЭ необходимо начинать со стабилизатора в соответствии с заданными параметрами выходного тока и напряжения, затем по результатам расчета определяются параметры и рассчитываются фильтр, выпрямитель, типовая мощность и вторичное напряжение трансформатора.

Исходными параметрами для расчета ИВЭ являются напряжение и ток в нагрузке U_Н., I_Н., коэффициент стабилизации K_СТ., а также коэффициент пульсаций выходного напряжения K_{П. ВЫХ}. Результатом расчета стабилизатора станет его входное напряжение U_{ВХ. СТ}. и коэффициент пульсаций входного напряжения K_{П. ВХ}., которые будут служить исходными данными для расчета фильтра. В свою очередь, после расчета фильтра, станут известны величины средневыпрямленного напряжения U_о, которое необходимо получить от выпрямителя. По результатам расчета выпрямителя определяется типовая мощность трансформатора P_ТР. и напряжение на его вторичной обмотке U₂.

3

Номинальные ряды резисторов и конденсаторов.

1. Номинальный ряд сопротивлений постоянных резисторов типа МЛТ мощностью 0,25 - 0,5 Вт с допустимым отклонением 10% (класс точности Е12): 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 8,2. Для резисторов с допустимым отклонением 5% (Е24) дополнительно нормируются следующие номиналы: 1,1; 1,3; 1,6; 2,0; 2,4; 3,0; 3,6; 4,3; 5,1; 6,2; 7,5; 9,1. Эти коэффициенты умножаются на любое число, кратное 10, например: 10 кОм, 220 Ом, 47 кОм и т.д.

2. Переменные резисторы типа СП-I или СП3-12, предназначенные для выносных регуляторов напряжения, имеют допустимое отклонение 20% (Е6) и более узкий номинальный ряд: 1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8. Подстроечные резисторы типа СП3-1а или СП3-1б, предназначенные для установки прямо на печатную плату, имеют класс точности Е12 (т.е.10%), и их номинальный ряд соответствует приведенному в п.1.

3. Пленочные конденсаторы емкостью до 0,01 мкФ типа К73-16, расчитанные на напряжения до 63 В, имеют класс точности Е12, т.е. их номинальный ряд соответствует аналогичному ряду резисторов, приведенному в п.1

4.  Электролитические конденсаторы типа К50-6, рассчитанные на напряжение 25 - 50 В, имеют собственный номинальный ряд: 1; 2; 5; 10; 20; 30; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000 мкФ. При монтаже этих конденсаторов следует учитывать их полярность.

16

Поскольку в этой схеме общим проводом является +U_ВЫХ., то в качестве усилителей применены транзисторы структуры pnp, а если общим должен быть минус, то необходимо все транзисторы заменить на npn. 

Расчет стабилизатора по этой схеме ведется в следующем порядке:

5. По заданному выходному напряжению стабилизатора, которое он должен обеспечивать в нагрузке U_ВЫХ. = U_Н., определяется величина опорного напряжения, т.е. паспортное напряжение U_СТ. стабилитрона VD1. Если выходное напряжение регулировать не требуется, тo регулятор R5 отсутствует, а U_СТ. стабилитрона может составлять 50-70% от выходного напряжения U_ВЫХ.  Если же выходное напряжение регулируется, то U_СТ. должно быть близким к нижнему пределу регулировки, т.е. U_СТ.= ( 95 - 97% )U_{ВЫХ. МИН.}

6. Определяем средний ток стабилитрона I_{СТ. СР.}, который должен быть на 5-10 мА больше паспортного I_{СТ. МИН}. и рассчитываем сопротивление балластного резистора R3 по формуле:

R3 = (U_ВЫХ.  - U_СТ.) ⁄ I_{СТ. СР.}                                     (1).

По расчетному значению сопротивления выбираем резистор из номинального ряда сопротивлений (в дальнейшем эту замену расчетного сопротивления на номинал необходимо производить каждый раз, причем в последующие формулы нужно подставлять именно номинальное, а не расчетное сопротивление). Если стабилизатор с регулируемым выходом, то вместо U_ВЫХ. в формуле (1) нужно использовать минимальное выходное напряжение U_{ВЫХ. МИН.}

7. Рассчитываем делитель выходного напряжения, для чего произвольно выбираем значение тока через него в размере 0,5-2% от номинального тока в нагрузке. Обычно I_Д лежит в пределах 5-15 мА.Общее сопротивление делителя определяется формулой:

R_Д = R4 + R5 + R6 =U_{ВЫХ. МАКС.} ⁄ I_Д                         (2)

Здесь U_{ВЫХ. МАКС}. - это максимальное значение регулируемого выходного напряжения. Если регулировка не требуется, то оно заменяется номинальным, а сопротивление регулятора R5 исключается.

8. Вычисляем ток коллектора регулирующего транзистора VT3:

I_{К. VT3.}= I_Н+I_{СТ. СР.} +I_Д                                       (3)

5

Приложение 3. Параметры ИМС

Таблица 4. Параметры операционных усилителей

Тип ОУ	Усиление тыс. раз	Напряжение питания	Макс. выходной ток	Макс. входное напряжение
К140УД1А	0,5 – 4,5	±6,3 В	2,5 мА	±1,2 В
К140УД1Б	1,35 – 12	±12,6 В	2,5 мА	±1,5 В
К140УД6	30	±5…±18 B	3,0 мA	±15 В
K140УД7	30	±5…±16 B	5,0 мA	±12 В
K140УД8A	50	±6…±16 B	1,5 мA	±10 В

Таблица 5. Параметры интегральных стабилизаторов

Тип ИС	Выходная мощность	Выходное напряжение	Макс. выходной ток	Макс. входное напряжение
К142ЕН1	0,8 Вт	3…12 В	150 мА	20 В
К142ЕН2	0,8 Вт	12…30 В	150 мА	40 В
К142ЕН3	6 Вт	3…30 B	750 мA	45 В
K142ЕН5	10 Вт	5 и 6 B	1,5…2,0 A	15 В
K142ЕН8	8 Вт	9,12 и 15 B	1,5 A	35 В

Примечание: Мощные ИС должны устанавливаться на теплоотводы (радиаторы). Габаритные размеры и цоколевку транзисторов и интегральных схем можно найти в справочной литературе.

 

 

14

Затем вычисляем коэффициент усиления транзистора VT1:

 h_{21Э VT1}=(U_{ВХ. МАКС}.-U_{ВХ. МИН}.)  ⁄ d(b_МИН.+ b_МАКС.)U_ВЫХ.               (9)

где d = U_СТ  ⁄ U_{ВЫХ. МАКС} - коэффициент деления выходного напряжения делителем R4 + R5 + R6.

9. Резисторы R1 и R2 рассчитывают по следующим формулам:

 R1 = 2(h_{21Э VT2}h_{21Э VT2}) ⁄ I_Н                                       (10)

 R2 = U_{ВХ. МИН}. ⁄ I_{К. МИН. VT2}                                       (11)

Минимальный коллекторный ток транзистора VT2 определяют по справочнику (обычно I_{К. МИН}. для транзисторов средней мощности 3-5 мА).

10. Элементы выходного делителя рассчитывается из следующих соображений: при минимальном выходном напряжении U_{ВЫХ. МИН}. движок регулятора находится в крайнем нижнем по схеме положении, а при максимальном напряжении - в верхнем. Кроме того, для нормальной работы транзистора VT1 необходимо обеспечить ему начальное смещение между базой и эмиттером U_БЭ.VT1 = 0,5 -1 вольт. Поэтому напряжение на базе этого транзистора, которое должен обеспечить делитель в этом положении:

U_{Б. VT1} = U_СТ + U_{БЭ. VT1}                                    (12)

Отсюда:

R6 = R_Д(U_{Б. VT1} ⁄ U_{ВЫХ. МАКС}.)

R5 = R_Д(1 - U_{Б. VT1}. ⁄ U_{ВЫХ. МИН}.)

R4 = R_Д - R5 - R6;                                      (13)

11. Конденсаторы фильтров пульсаций выбираются из следующих соотношений:

С1 > 50 / (6,28 f_ПR4) мкФ

С2 = 2 С1, .                                                 (14)

 где f_П - частота пульсаций

Как и в случае резисторов, емкость выбирается из номинального ряда, а рабочее напряжение не меньше выходного.

7

Приложение 1.Образец титульного листа курсового проекта.

Санкт-Петербургский Колледж Информационных Технологий КУРСОВОЙ ПРОЕКТ    По теме: "Источник вторичного электропитания"  Разработал учащийся 321 группы Иванов И.И.   Преподаватель Сидоров П.П..   Оценка Санкт-Петербург 2004 г

Чтобы еще больше повысить K_СТ., вместо ОУ можно установить интегральный стабилизатор напряжения, имеющий встроенный источник опорного напряжения и усилитель сигнала ошибки с высоким коэффициентом усиления по напряжению K_U. Подобная схема приведена на рисунке 2.3. В ней интегральный стабилизатор дополнен мощным регулирующим элементом на составном транзисторе VT1,VT2, который рассчитывается аналогично схеме 2.1. Аналогичен и расчет выходного делителя, при этом минимальный ток делителя принимается равным 1,5 мА, а сопротивление резистора R6 выбирается в пределах 1,2 -1,6 кОм. Напряжение на базе VT1 U_Б.VT1 можно принять для К142ЕН1 равным 1 вольту, а для К142ЕН2 - 2 вольтам.

 

Рисунок 2.3. Интегральный стабилизатор с усилителем мощности.

Расчет базовых сопротивлений для транзисторов ведется по формуле (11) для R2 в схеме 2.1, но с учетом того, что в схеме 2.3. базовое сопротивление составлено из двух резисторов R2 и R3, образующих делитель схемы защиты в соотношении 1:10. Резистор R7 обеспечивает защиту от коротких замыканий в цепи нагрузки и рассчитывается по формуле:

R7 = 0,5В ⁄  I_К.3.                                                 (16)

где I_К.З. - пороговый ток защиты, составляющий 110-120% номинального тока нагрузки.

Конденсатор С1 - неполярный и, обычно, имеет емкость 0,1 мкФ, а конденсатор С2 рассчитывают по формуле (14).

9

---

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 244; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!