Сппроектировать усилитель

 

 

 

Расчёт выпрямителя  и оглаживающего фильтра.

 

Имеем:

P₀ = 9 Вт    V₀ = 14,375 В   f_c = 50 Гц

I₀ = 1 A  V1 = 220 B    a_c = b_c = 0,1

I₀ min = 0,1 A

При величине Rф = 0,25·Rн учитываем, что напряжение на входе фильтра должно быть U₀ = 1,25·Uвых y = 1,25·11,5 = 14,3 B

 

1) Выбираем двухполупериодную схему выпрямления со средней точкой (m = 2).

 

2) Определяем B_L и D_L:

B_L = 1;    D_L = 2,2          при m = 2

Определяем максимальное выпрямленное напряжение:

U₀ max = U₀·(1 + 0,1) = 14,375·1,1 = 15,812 В

 

Ориентировочно определяем параметры вентилей:

Uобр = 2,82·B_L·U₀ max = 2·1·15,812 = 44,59 B

Iпр ср = 0,5·I₀ = 0,5·1 = 0,5 A

Iпр = 0,5·D_L·I₀ = 0,5·2,2·1 = 1,1 A

Sтр = 0,85·B_L·D_L·P₀ = 0,85·1·2,2·9 = 16,83 B·А

 

По величинам Uобр, Iпр ср выбираем в качестве вентилей кремниевые диоды D229И:

Uобр max = 200 B  >  44,59 B

Iпр ср max = 0,7 A  >  0,5 A

Uпр ср = 1 B

r_пр = Uпр ср / Iпр ср max = 1 / 0,7 = 1,428 Ом

3) Определяем параметры трансформатора:

r_тр = 2·U₀·j·(f_c·B·j / Sтр)^1/4 / I₀·f_c·B = 2·14,375·3,5·(50·1·3,5 / 16,83)^1/4 / 1·50·1

r_тр = 3,61 (Ом)

Ls = 1,2·U₀·10^-3·(Sтр / B·f_c)^1/4 / I₀·f_0c·B = 14,375·10^-3·(16,83 / 50·1)^1/4 / 1·50·1

Ls = 0,21·10^-3 (Г)

        x_тр = 2·π·f_c·Ls = 2·3,14·50·0,21·10^-3

x_тр = 0,065 (Ом)

 

4) Определяем сопротивление фазы:

r = r_тр + r_пр = 3,61 +1,428 = 5,038 (Ом)

 

5) Определяем  φ и A_L:

A_L = I₀·π·r / m·U₀ = 1·3,14·5,038 / 2·14,375 = 0,55

φ = arctg(x_тр/r) = 0°

 

6) При φ₀ имеем:

A_L = 5,2; B_L = 1,17; D_L = 2

Окончательно определяем параметры  трансформатора и вентилей:

U2 = E2 = B_L·U₀ = 1,17·14,375 = 16,81 (B)

I₂ = 0,5·D_L·I₀ = 0,5·2·1 = 1 (A)

U₁ = E₁ = 220 (B)

I₁ = 0,707·D_L·I₀·U₂ / U₁ = 0,707·2·1 ·16,81 / 220 = 0,1 (A)

S₂ = B_L·D_L·P₀ = 1,17·2·9 = 21,06 (B·A)

S₁ = 0,707·B_L·D_L·P₀ = 0,707· S₂ = 14,889 ≈ 15 (B·A)

Sтр = 0,85·B_L·D_L·P₀ = 0,85·1,17·2·9 = 17,9 ≈ 18 (B·A)

Iпр ср = 0,5·I₀ = 0,5·1 = 0,5 (A)

Iпр = 0,5·D_L·I₀ = 0,5·2·1 = 1 (A)

1 A  <  1,57·Iпр ср max = 1,57·0,7 = 1,1 (A)

Uобр = 2,82·B_L·U₀ max = 2,82·1,17·44,59 = 147,2 (B)

147,2  <  200 B (Uобр max (D229И) = 200 B)

Выбранные диоды пригодные к  работе в схеме.

 

 

 

 

7) Расчёт сглаживающего фильтра.

Выбираем Т-образный R-C фильтр.

Рис. 9  Т-образный R-C фильтр

 

Rф = 0,25·Rн = 0,25·16,42·10³ = 4,1 кОм

При    A_L = 0,55  → H = 750

Cф = H / Кп·r

Kп = 10^-4  →  Сф = 750 / 10^-4·4,1·10^-3 = 163 мкФ

Выбираем конденсатор марки К50-6:

Сн = 200 мкФ 

Uн = 15 В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принцип действия принципиальной схемы.

• При изменении выпрямленного входного напряжения, в первый момент времени, например увеличении, выходное напряжение Uвых начинает увеличиваться, что приводит к увеличению напряжения на нижнем плече делителя (R4). Разность напряжений на R4 и стабилитроне VD3 «приоткрывают» транзистор VT3. Протекающий ток через VT3 уменьшает отрицательный потенциал на базе составного транзистора (РЭ), его проводимость уменьшается. Излишек напряжения погибает на коллектор – эммитерном переходе VT2 – VT1.
• При уменьшении Uвх или Uнагр разность напряжений на VD3 и R4 наоборот – «призакрывает» VT3. Отрицательный потенциал на базе РЭ увеличивается, так что проводимость увеличивается и напряжение на нагрузке приходит в норму.

Заключение:

 

Главный недостаток:

• У компенсационного стабилизатора напряжения с последовательным включением регулирующего элемента всегда существует угроза его выхода из строя при коротком замыкании в нагрузке, так как он подключён к ней последовательно.

Главные достоинства:

• Высокая степень точности соответствия выходного напряжения номинальному.
• Высокий коэффициент стабилизации у подобных схем.
• Такая схема обеспечивает высокий КПД, в отличии от других схем (например, КСН с параллельным включением РЭ, или параметрические схемы стабилизации).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

 

1. Справочник «Источник электропитания РЭА» (Радио и Связь)

2. Ю.С. Забродин «Промышленная электроника»

3. Л.А. Каяцкая «Основы радиоэлектроники»

4. Н.Н. Горюнов «Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам  и интегральным схемам»

5. В.Е. Китаев «Расчет  источников электропитания средств  связи»