Зміст
| Вступ | 4 |
| 1. Огляд літератури за темою | 5 |
| 2. Вибір опис електричної схеми пристрою | 14 |
| 3. Розрахунок елементів схеми | 16 |
| 4. Методика випробування пристрою | 19 |
| Висновок | 20 |
| Список літератури | 21 |
| | |
| Програми. Комплект документів на пристрій (ескізний проект) | |
ВСТУП
У промисловій мережі напруга не постійно протягом доби: узалежності від споживання енергії промисловими підприємствами,електричним транспортом і витрати в наших квартирах напругу в мережі тозростає, то спадає. Отже, при живленні апаратури від цієї мережібуде змінюватися напруга і на обмотках трансформатора, а значить, і навиходах випрямляча і фільтра. Якщо коливання напруги мережі складають
± 10%, то в таких же межах змінюється і величина випрямленногонапруги. При зміні напруги живлення порушується режим роботиелектронних приладів (транзисторів, електронних ламп), що призводить допогіршення параметрів всього пристрою. Наприклад, у радіоприймачі призміну режиму роботи транзисторів можуть виникнути сильні спотвореннязвуку, хрипи, гудіння. Такі ж явища спостерігаються в ньому при живленні відхімічних джерел струму, напруга яких по мірі розрядкизменшується. Щоб цього не відбувалося, напруга живлення електроннихпристроїв часто стабілізують. Тут можливі два способи: стабілізаціязмінної напруги на вході силового трансформатора або стабілізаціявипрямленного напруги. У першому випадку застосовують спеціальніферорезонансні стабілізатори. Їх недоліками є великі габарити івагу. Найчастіше вдаються до стабілізації випрямленного напруги, яка здійснюєтьсяза допомогою електронних стабілізаторів.
1. Огляд літератури за темою
Найпростішим стабілізатором напруги є стабілізатор накремнієвому стабілітрони. Для нормальної роботи такого стабілізаторанеобхідно, щоб струм IСТ, що протікає через стабілітрон, не був менше,ніж IСТ.МІН, і більше, ніж IСТ.МАКС. При зміні струму, що протікає черезстабілітрон в цих межах, на ньому і на підключеного паралельно йомунавантаженні RH напруга, зване напругою стабілізації UСТстабілітрона, буде залишатися постійним. Однак для стабілітронів одногоі того ж типу це напруга буде неоднаковим. Тому в довідникахнаводяться зазвичай мінімальна та максимальна межі значень напругиабо вказується номінальна напруга стабілізації UCT і його допустимийрозкид? UCT.
177
- Про
R1
/ Ь-СТ
Рис. 7.22.
Якщо напруга Uвх, що надходить на вхід стабілізатора (рис. 1.1, а),в процесі роботи може змінюватися від деякого найменшого значення
UBX.МІН до найбільшого UBX.МАКС, то при незмінній напрузі настабілітрони всі зміни вхідної напруги повинні гаситися на резистори
R1. Тому резистор R1 називають гасить, або баластних. Щоб при цьомузміни струму, що протікає через стабілітрон, не виходили за межі,обмежені значеннями IСТ.МІН і IСТ.МАКС с, потрібно правильно розрахуватиопір цього резистора.
Відношення відносної зміни напруги на вході стабілізатора
(? Uвх/Uвх) до відносного зміни напруги на його виході (? UВыХ/UВыХ)називають коефіцієнтом стабілізації (КСТ).
Отже,
Стабілізатор на кремнієвому стабілітрони має ще одну властивість. Справав тому, що стабілітрон має дуже малим опором змінному
(пульсуючому) току, званим диференціальних опором - rд.ст.
Чим крутіше характеристика в області пробою, тим менше диференціальнеопір стабілітрона. Для більшості малопотужних стабілітронів
rд.ст = 5 ... 15 Ом. Разом з резистором R1 диференційна провідністьстабілітрона утворює дільник (мал. 1.1, б), між плечима якогорозподіляються як постійна складова випрямленного напруги, так ійого пульсації. Якщо амплітуду пульсацій на вході стабілізатора позначитичерез UП.ВХ, а на виході - через UП.ВХ, то відповідно до рис. 1.1, ботримаємо
Так як rд.ст «R1, то rд.ст/(R1 + rд.ст)« 1 і виявляється, що
UП.ВИХ «UП.ВХ.
Зниження пульсацій у вихідній напрузі свідчить про зменшеннякоефіцієнта пульсацій. Таким чином, найпростіший стабілізатор крімстабілізації вихідної напруги здійснює згладжування пульсацій ввихідній напрузі.
Важливим параметром стабілізатора є його вихідний опір
(RВИХ), що визначається як відношення зміни вихідної напругистабілізатора до зміни струму навантаження (? IH) при незмінному вхідномунапрузі:
Для простого стабілізатора RВИХ = rд.ст.
Розглянутий стабілізатор напруги на кремнієвому стабілітрони маєпростий пристрій, мала кількість деталей і з успіхом може застосовуватисятоді, коли струм навантаження не перевищує середнього значення струму, що протікаєчерез стабілітрон і що знаходиться в межах між IСТ.МІН і IСТ.МАКС. Привикористанні стого максимального напруження, тоді R4/R5 = 3.
Розрахуємо опору так, щоб розсіює ними потужність не
перевищувала 0.125 Вт:
R4 = (2/3 * UВИХMAX)/PРАСС (3.2)
R5 = (1/3 * UВИХMAX)/PРАСС (3.3)
Підставивши необхідні значення у формули (3.2) та (3.3) отримализначення R4 = 160 Ом, R5 = 80 Ом. З ряду Е24, номінальних значеньопорів вибираємо R5 = 82 Ом (2%, R4 = 160 Ом (2%.
Конденсатор C2 дозволяє знизити рівень пульсацій і перешкод при великомувхідній напрузі. У довіднику інтегральних стабілізаторів напругирадять ставити конденсатор ємністю 10 мкФ і більше. Отже С2 = 16мкФ.
Конденсатор С3 - для зменшення кидка струму при підключенні навантаження ізниження пульсацій вихідної напруги. Внаслідок сказаного конденсаторповинен мати досить велику ємність (сотні мікрофарад) і повиненвитримувати напругу в 1.5-3 рази більше ніж максимальна вихіднастабілізоване напруга на виході інтегрального стабілізатора.
Вибираємо С3 = 470 мкФ (5% -50 В.
Потужності резисторів схеми розраховуються за такою формулою:
PR = URIR = UR * UR/R (3.4)
За схемою видно, що потужності всіх опорів не будуть перевищувати
0.125 Вт
В результаті проведених розрахунків, отримали наступні номінальнізначення елементів:
R1 - МЛТ-0.125-1.2 кОм (5%;
R2 - МЛТ-0.125-2 кОм (5%;
R3 -- МЛТ-0.125-200 Ом (2%;
R4 - МЛТ-0.125-160 Ом (2%;
R5 - МЛТ-0.125-82 Ом (2%;
C1 - К10-7B-0.1 мкФ ± 5%;
C2 - TESLA-16 мкФ ± 5%;
C3 - TESLA-50 мкФ ± 5% ;
DA1-LM337T;
4. Методика випробування пристрою
Методика випробувань даного пристрою полягає у вимірі напруг навході і виході стабілізатора напруги. Вимірювання будемо проводити придопомоги осцилографа, підключеного відповідними каналами до входу івиходу стабілізатора напруги. Для отримання вхідної напруги длястабілізатора використовуємо понижуючий трансформатор (як найбільш просте іпоширене рішення), з вторинної обмотки якого знімаємо зміннанапругу, яка випрямляє за допомогою діодного мосту
(двухполуперіодного) і подаємо на вхід розрахованого стабілізатора, U = 20 В.
До виходу стабілізатора підключаємо навантаження, розраховану за формулою (4.1),
Rнагрузкі = 10 Ом.
Rнагрузкі = Uвых/Iвих (4.1)
Схема випробувань наведена у додатку.
Висновок
У даній курсової роботі була розглянута методика розробкиелектронних пристроїв на стабілізатора напруги на інтегральноїмікросхемі, розглянуто основні умови стабілізації напруги та методиїх реалізації. Згідно з технічним завданням була обрана й розрахованасхема стабілізатора напруги.
У результаті проведеної роботи була створена наступна документація:
- пояснювальна записка;
- схема електрична принципова і перелік елементівстабілізатора напруги;
- креслення друкованої плати і компоновочной ескіз;
- схема випробувань пристрою.
Даний стабілізатор може застосовуватися в складі постійних джерелживлення радіоапаратури.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Борисов В.Г. Гурток радіотехнічного конструювання: Посібник длякерівників гуртків. - М.: Просвещение, 1986.
2. Забродін Ю.С. Промислова електроніка.
3. Терещук Р.М., Терещук К.М. Напівпровідникові приймально-підсилювальніпристрої: довідник радіоаматора. - Київ: Наукова думка, 1988.
4. Напівпровідникові прилади: транзистори, довідник під ред.
Горюнова Н.Н. М.: Энергоатомиздат, 1983.
| 40 |
-----------------------
Рис. 1.3. Схема транзисторного потужного регульованого стабілізатора напруги
Рис. 1.2. Схеми транзисторних стабілізаторів напруги
Рис. 2.1. Схема стабілізатора напруги
Рис. 1.1. Схема найпростішого стабілізатора напруги (а) і дільника (б), утвореного баластних резистором R1 та диференційних опором стабілітрона
1
R5
МЛТ-0.125-82 Ом (2%
1
R4
МЛТ-0.125-160 Ом (2%
1
R3
МЛТ-0.125-200 Ом (2%
1
R2
МЛТ-0.125-2 кОм (5%
1
R1
МЛТ-0.125-1.2 кОм (5%
Резистори
1
X1
10x04MTA
Роз'єми
1
DA1
LM337T
Мікросхеми
1
С3
TESLA-50 мкФ ± 5%
1
С2
TESLA-16 мкФ ± 5%
1
C1
К10-7B-0.1 мкФ ± 5%
Конденсатори
Кол.
Примітка
Найменування
Листів
Літ.
Стабілізатор напруги
Н. Контр.
Перевір.
розробк.
Лист
Дата
Підпис
№ докум. < p> Лист
Изм.
Поз.
обозного.
Масштаб
Маса
Рецензії.
Листів
Літ.
Стабілізатор напруги
Схема електрична принципова
затвердив.
Н. Контр.
Т. Контр.
Перевір.
розробк.
Лист
Дата
Підпис
№ докум.
Лист
Изм.
Масштаб
Маса
Рецензії.
Листів
Літ.
Стабілізатор напруги
Схема випробувань
затвердив.
Н. Контр.
Т. Контр.
Перевір.
розробок.
Лист
Дата
Підпис
№ докум.
Лист
Изм .
2:1
40
35
30
25
20
15
10
5
0
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Масштаб
Маса
Рецензії .
Листів
Літ.
Стабілізатор напруги
Креслення друкованої плати
затвердив.
Н. Контр.
Т. Контр.
Перевір.
розробк.
Лист
Дата
Підпис
№ докум.
Лист
Изм.
3:1
35
Масштаб
Маса
Рецензії.
Листів < p> Літ.
Стабілізатор напруги
Компонувальні ескіз
затвердив.
Н. Контр.
Т . Контр.
Перевір.
розробк.
Лист
Дата
Підпис < p> № докум.
Лист
Изм.
