Стабилизатордың кірістік кернеуі

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 16 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Кіріспе3

1 Қоректену көзінің жұмысы4

2 Кернеу стабилизаторын есептеу және элемент схемасын таңдау5

2. 1 Бірінші каналдағы стабилизаторды есептеу және оны таңдау5

2. 2 Екінші канал тұрақтандырғышының есептемесі, транзистор мен стабилитронды тандау6

2. 3 Үшінші каналды есептеу7

3 Сыйымдылықты фильтрлі түзеткіштерді есептеу7

3. 1 Түзеткіш бұйымдарын таңдау16

4 Трансформатор параметрлерін есептеу немесе стандартты трансформаторды таңдау17

5 Пайдалы әсер коэффициентін есептеу20

6 Қоректендіру көзінің электрлік принципиалдық схемасының құрылымы. 21

Қорытынды22

Қолданылған әдебиеттер тізімі:23

Кіріспе

Тоқ көздері әр түрлі тізбектер арқылы қосылады. Ең алдымен олар төменгі дәрежелі пульсациясы бар тұрақты кірістік кернеумен қамтамасыз етілуі керек. Сонымен қатар олар сенімді болу керек және сәйкес пайдалы әсер коэффициентімен қамтамасыз ету керек.

Қазіргі уақытта ток көздерінің тізбектік техникасы әр қашан күрделіленіп барады. Ультрадыбыс жиілігінде жұмыс істейтін, кірісінде түзеткіші және түрлендіргіш трансформаторы бар импульстік көздер жасалынды. Бірақ 50 Гц жиілікті трансформаторы бар классикалық тізбекті тоқ көздері әліде құралжабдықтаудың қажеттіліктерін қамтамасыз етуге қолданылады.

Курстық жобалаудың мақсаты - электр тізбектерін есептеу және анализ жұмыстарын жасау аймақтарында студенттердің білімдерін тереңдету, компоненттерді таңдаудағы жеке басының тапқырлығын, баяндамаларды және энергетикалық тоқ коздердің көрсетулерін есептеуін жетілдіру.

1 Қоректену көзінің жұмысы

Радиоэлектрондық аппаратураның көпканалды тоқ көзінің бірнеше екінші ретті орауыштары бар трансформатордан тұрады. Әр каналдың өзінің екінші ретті орауышына түзеткіш және түзететін фильтр жалғанған салмақ түсіп тұрған кезде кернеуді өзгертпеу үшін қоректену көзінде стабилизатор орналасуы керек. Қоректену көзінің құрылымдық схемасы -суретте көрсетілген.

Қоректену көзінің эксплуатациялық қасиеттерін сипаттайтын негізгі шамалар мыналар:

Шығу кернеуі Udжәне тоғыId;
Пульсация коэффициенті Кп- шығу кернеуінің пульсациясының амплитудасының кернеудің орташа мәніне қатынасы.
Сыртқы мінездеме - салмақтағы кернеудің салмақтағы тоққа қатынасы Ud= f(Id) ;
Пайдалы әсер коэффициенті η.

Сурет 1- Қорек көзінің құрылымдық схемасы

2 Кернеу стабилизаторын есептеу және элемент схемасын таңдау

Кернеу стабилизаторы дегеніміз тұтынушы жағындағы кернеудің тұрақтылығын берілген дәлдік дәрежесімен ұстап тұратын құрылғыны айтамыз. Стабилизатор жұмыс істеу принципі бойынша параметрлік және компенсациялық болып бөлінеді.

Тұрақты тоқтың кернеуін стабилизациялау үшін, солардан өтетін тоқ пен кернеу арасындағы байланыс өте аз сызықтық емес электродтар қолданылады. Бұндай элементтер орнына кремнийлік стабилитрон қолданылады. Керекті кернеуді таңдау үшін стабилитронды тізбектеп қосуға болады. Егер салмақтағы тоқ стабилитронға максимум тоқтан асып кетсе, онда транзисторларда тоқты күшейткіш бір немесе бірнеше транзисторларда қолданылады.

2. 1 Бірінші каналдағы стабилизаторды есептеу және оны таңдау

Кейінгі жылдары интегралды кернеу стабилизаторы кеңінен тарады. Бұлардың негізінде тоқ көздері қосымша бөлшектердің аз санымен, арзандылығымен және жақсы техникалық сипаттамаларымен ерекшеленеді Осы микросхемалар 142, К142 және КР142. Осы сериялардың құрамына: орнына қоюшы элементті стабилизатор, «+»таңбалы сымға қосылған стабилизатор және кірістік кернеуі бар стабилизатор кіреді.

Сурет 2- микросхемадағы Стабилизатордың микросхемадағы есептеу схемасы

Ud1= Uвых= 5В;
Iвых> Id1, 3A > 2, 5A;

Микросхема - КР142ЕН5А

К _СГЛ =100

Equation. 3

U _{вх. min} =7, 5 В U _{вх. max} =15 В

I _вх =I _d1 =2, 5А, (1-ші канал жүктелуде запассыз)

мұндағы K _П1 -пульсация коэффициенті.

К _үйк -үйкеліс коэффициенті.

2. 2 Екінші канал тұрақтандырғышының есептемесі, транзистор мен стабилитронды тандау

Транзистордағы тоқ күштемесін тұрақтандыратын есептемелік үлгі 3-суретте көрсетілген.

3-сурет. Транзистордағы тоқ күштемесін тұрақтандыратын есептемелік үлгі:

а - U _d2 -ң оң өрісі үшін; б -теріс өрісі үшін

U _d2 =36В;

I _d2 =0, 5А;

К _п2 =1%;

U _{ст. ном} =U _d2 =36В.

Жартылай өткізгіш стабилитронның параметрлері: 2С536А

I _{ст. мин} =1мА

I _{ст. макс} =23мА

r _ст. =50 Ом

I _{к. макс} =(1, 5…3) I _d2 =3*0, 5=1, 5А

U _{кэ. макс} =(1, 2…2) U _d2 =2*36=72 B

Транзистордың КТ814Г түрін таңдаймыз.

U _{кэ. нас} =0, 6В

Β(h _21Э ) =30 . . . 70

Стабилизатордың кірістік кернеуі:

Транзистор қоймасындағы тізбектің кедергісін анықтаймыз:

(R _Б мәнін Е24 бойынша дөңгелектейміз) .

Тұрақтандырғышқа кіретін тоқты анықтаймыз:

Үйкеліс коэффициенті К _үйк2 стабилитронның r _ст дифференциалды кедергісі мен R _Б транзистор қоймасындағы тізбектің кедергісінің шамаларына тәуелді және мына формула бойынша анықталады:

2. 3 Үшінші каналды есептеу

Үшінші каналда стабилизатордың қоректену көзі пайдаланбайтындықтан, алынған мәндер U _BX2, I _BX және К _П2 келесіде 3-ші құбырдың түзеткішін есептеу үшін қолданылады.

3 Сыйымдылықты фильтрлі түзеткіштерді есептеу

Радиоэлектронды құралдарда түзеткіштердің қазіргі азқуатты қоректену кезінде түзетілген кернеудің пульсін азайту үшін фильтрлі сыйымдылықты салмақты түзеткіштердің жұмысын қарастырамыз. Трансформаторда магнит ағынының таралуы түзеткіштегі электромагниттік процесстердің сипаттамасына үлкен ықпал тигізеді, олар индуктивті орауыш кедергісімен есептеледі х _а . Басқа негізгі параметр активті орауыш кедергісі r _a болып табылады. Түзеткішті есептеу х _а және r _a параметрлерінің қатынасына тәуелді.

Қоректену көзінің 1-ші және 2-ші каналдарында қолданылатын аз қуатты бір фазалы көпірлік түзеткіштердің схемасы 3-ші суретте көрсетілген, ал уақытша тоқ диаграммасы және кернеу 4-ші суретте көрсетілген.

Сурет 4- Бір жартылай периодты схема

Орнатылған режимде түзеткіш жұмысы екі интервалмен сипатталады - егер ЭКҚ трансформатордың қосалқы орауышы кернеуден үлкен және ток диод арқылы өтсе, конденсатор зарядының интервалымен, ал ЭКҚ трансформатордың қосалқы орауышы конденсаторның кернеуінен аз және тоқ диод арқылы өтпесе, салмақ кедергісіне конденсатор разрядының интервалмен. Диод арқылы то өткен интервал жартысын, бұрышы деп аталады.

Сурет 5- Сыйымдылық фильтрмен түзеткіштің уақытша диаграммасы

I-канал көпірлік

Трансформатор орамының кедергісі:

мұндағы I _d - түзеткіш тоқтың орташа мәні;

k _r =3, 5, көмекші коэффициент;

B _m -трансформатордың магнит өткізгіштегі максимал индукция.

S - орауыштағы трансформатор сымдарының саны.

U _d - түзетілген кернеу.

f=50 Гц - тордың жұты жиілігі.

Тұрақты тоқ диодының кедергісі:

мұндағы М=2, түзеткіш фазалардың саны.

Диодтың орташа түзеткіш тогы:

Диодтың импульсті кері кернеуі:

Диодтың импульсті тура тогы:

Сурет 6 - φ-дің мәніндегі В коэффициентінің А параметріне тәуелділігі

Бос жүріс режиміндегі трансформатордың екіншілік орамындағы кернеу:

Сурет 7 - φ-дің мәніндегі D коэффициентінің А параметріне тәуелділігі

Трансформатордың екіншілік орамындағы тоқтың эффективті мәні:

Диод арқылы тоқтың эффективті мәні:

Трансформатордың біріншілік орамындағы тоқтың эффективті мәні:

Транформатордың габритті қуаты:

Конденсатор фильтрінің сыйымдылығын келесі формуламен есептелінеді:

мұндағы Н ₀ -көмекші коэффициент.

К _п - пульсация коэффициенті, %.

II-канал көпірлік

Трансформатор орамының кедергісі:

мұндағы I _d - түзеткіш тоқтың орташа мәні;

k _R =3, 5, көмекші коэффициент коэффициент;

B _m -трансформатордың магнит өткізгіштегі максимал индукция.

S - орауыштағы трансформатор сымдарының саны.

U _d - түзетілген кернеу.

f=50 Гц - тордың жұты жиілігі.

Тұрақты тоқ диодының кедергісі:

мұндағы М=2, түзеткіш фазалардың саны.

Диодтың орташа түзеткіш тогы:

Диодтың импульсті кері кернеуі:

Диодтың импульсті тура тогы:

Сурет 8 - φ-дің мәніндегі В коэффициентінің А параметріне тәуелділігі

Бос жүріс режиміндегі трансформатордың екіншілік орамындағы кернеу:

Сурет 9 - φ-дің мәніндегі D коэффициентінің А параметріне тәуелділігі

Трансформатордың екіншілік орамындағы тоқтың эффективті мәні:

Диод арқылы тоқтың эффективті мәні:

Трансформатордың екіншілік орамындағы тоқтың эффективті мәні:

Трансформатордың габритті қуаты:

Конденсатор фильтрінің сыйымдылығы:

мұндағы Н ₀ -көмекші коэффициент.

К _п - пульсация коэффициенті, %.

Бұдан басқа кернеудің пульсация тегістеуіне конденсатор сыйымдылығы жеткіліктігін тексеру қажет. Ол үшін Electronics Workbench бағдарламасы арқылы тексеріс жүргізіледі.

III-канал

Екі жартылай периодты жалпы сымды түзеткіш:

Трансформатор орамының кедергісі:

Мұндағы I _d - түзеткіш тоқтың орташа мәні;

К _R = 0, 9, көмекші коэффициент коэффициент;

B _m -трансформатордың магнит өткізгіштегі максимал индукция.

S - орауыштағы трансформатор сымдарының саны.

U _d - түзетілген кернеу.

f=50 Гц - тордың жұты жиілігі.

Тұрақты тоқ диодының кедергісі:

Мұндағы М=1, түзеткіш фазалардың саны.

Диодтың орташа түзеткіш тогы:

Диодтың импульсті кері кернеуі:

Диодтың импульсті тура тогы:

Бос жүріс режиміндегі трансформатордың екіншілік орамындағы кернеу:

Трансформатордың екіншілік орамындағы тоқтың эффективті мәні:

Диод арқылы тоқтың эффективті мәні:

Трансформатордың екіншілік орамындағы тоқтың эффективті мәні:

Транcформатордың габаритті қуаты:

Конденсатор фильтрінің сыйымдылығын:

мұндағы Н ₀ -көмекші коэффициент.

К _п - пульсация коэффициенті, %.

3. 1 Түзеткіш бұйымдарын таңдау

Түзеткіштерді есептеудің қорытындысы бойынша қолданатын диодтар типін және тегістеу фильтрлерінің стандартты конденсаторларын таңдау қажет.

Диодтарды рұқсат етілген орташа тоқ I _{пр. ср} бойынша таңдалады. Ол тоқ есептеудің қорытындысында пайда болған, рұқсат етілген импульстік тоқ және қайтарылатын кернеу бойынша тексерумен, вентильдің орташа тоғынан көбірек болуы керек. Диодтардың параметрлер 3 қосымшада келтірілген. Диодтарға түсініктеме хатта маркировка (мысалы КД202А) және параметрлер (I _{пр. ср} , I _{пр. и} , U _обр және U _пр ) келтіру қажет. Көпірлік түзеткіштер үшін КЦ402 - КЦ412 типтес блоктарды қолдану ұсынылады.

Бірінші түзеткіш үшін

I _{пр, ср} =0, 5А

I _{пр. и} =3, 5 А

U _пр =1, 2В

U _обр =18В

КЦ412А диодын және К50-6 500мкФ × 24В конденсаторын таңдаймыз.

Екінші түзеткіш үшін

I _{пр. ср} = 0, 3А

I _пр =1, 2А

U _пр =1В

U _обр =54В

KЦ412А диодын және К50-35 220мкФ × 25В конденсаторын таңдаймыз.

Үшінші түзеткіш үшін

I _{пр. ср} =0, 08А

I _пр =8А

U _пр =1, 0В

U _обр =800В болатын МД217 диодын және К50-7 5мкФ× 180В конденсаторын таңдаймыз.

Тегістеуші сүзгіштердің конденсаторлары есептеу нәтижесі бойынша алынатын сыйымдылықтан үлкен болатын сыйымдылықтан тұру керек. Конденсаторлардың жұмыс кернеуі жүктеме тогы нөлге тең болғанда жүктемелік сипаттамаларды еспетеуден анықталатын түзеткіштердің бос жүріс кернеуінен 1, 5…2 есе үлкен болатындай етіп таңдалады. Таңдалынған конденсаторды белгілеу мына түрмен көрсетілу керек: К50-35 10 мк × 100В.

4 Трансформатор параметрлерін есептеу немесе стандартты трансформаторды таңдау

Трансформатордың жұмысы электр тоғының магниттік қасиетіне негізделген. 50Гц жиіліктегі ауыспалы тоқ желісіне алғашқы орамды қосу кезінде бұл орам бойынша оның оралымының маңында және трансформатордың жүрекшесінде ауыспалы магниттік өріс құрайтын ауыспалы тоқ өтеді. Орамның екінші оралымынан өте бере бұл өріс онда ЭДС индуциялайды. Бірінші және екінші орамның оралым мөлшерінің қатынасы трансформация коэффицентін анықтайды, осыдан келе, алынатын кернеу екінші орамда болады (шығарылатын кернеу) . Егер екінші орамның оралым мөлшері біріншіге қарағанда көп болса, трансформатордың шығарылатын кернеуі жабдықтайтын желі кернеуінен жоғары болады, жәнеде бұндай орам жоғарлатушы деп аталады. Ал егер екінші орам біріншіге қарағанда аз оралымға ие болса, шығарылатын кернеу желі кернеуінен төмен болады, ал оралым төмендеткіш деп аталады.

Трансформатор - ол қуатты пассивті түрлендіруші. Оның пайдалы әрекет коэффиценті әрдайым бірліктен төмен болады. Ол дегеніміз, күш түсіру қолданатын қуаттылық желіден күш түсірілген трансформатормен қолданылатын қуаттылықтан әрдайым аз болады деген сөз. Осыдан келе желілік орамдарға қарағанда жоғарлатқыш орамдарда тоқ күші аз, ал төмендетуші орамдарда көп.

Жабдықтаушы желінің бірдей кернеуі кезіндегі екі түрлі трансформаторлар екніші орамның бірдей кернеуіне шақталған болуы мүмкін. Ал егер бірінші трансформатордың күш салуы үлкен тоқ жұмсаса, ал екіншісі - кішкене тоқ жұмсаса, осыдан келе бірінші трансформатор үлкен қуаттылыққа ие. Трансформатордың орамындағы тоқ күші неғұрлым көп болса, соғұрлым қалын сыммен оралуы керек, ал ол жүрекшенің терезесінің аумағын ұлғайтуды қажет етеді. Сондықтан трансформатордың қуаттылығына оның габариттері байланысты болады, жәнеде керісінше. Белгілі бір көлемдегі жүрекше тек қана белгілі трансформаторларды жасау үшін қолданылады, трансформатордың габариттік қуаттлығы деп аталатын жүрекшенің берілген өлшемдері үшін шектеулі.

S=1, 2√ Pr

Басқалар сияқты энергияның құраущысы да, трансформатор пайдалы әсер коэфициентімен сипатталады. (ПӘК) -қуат байланысымен. Пайдалы трансформатор жүгімен қуатқа. Желіден басқа трансформатор жүгімен пайдаланылады. ПӘК аз қуатта трансформаторлар мәндік жиіліктен 0, 8-ден 0, 95-ке дейін тербеледі. Ең үлкен мән ПӘК трансформаторлары ең үлкен қуатқа ие болады.

4. 1 Бір фазалық трансформаторларды есептеудің жеңілдетілген түрі

Қосалқы орауыштың номиналды қуатын қабылдайды

∑P ₂ =U ₂₁ * I ₂₁ + U ₂₂ * I ₂₂ + U ₂₃ . *I _23.

Трансформатордың типтік қуаты:

S _Т = P ₂ / η

мұндағы, 1- трансформатордың ПӘК- і, номограмма арқылы анықталады.

Нанограмма бойынша

Магнитопровод - УШ35х52

Трансформатордың әрбір қосалқы орауышының орамдарының саны:

мұндағы, ΔU=0, 05 орауыштағы кедергінің қатыстық түсуі.

E ⁽¹⁾ =0, 43 таңдалынған өлшем түрі магнит өткізгішпен трансформатор

Ораушыны 1 орамындағы вольт саны.

1-ші орауыштағы вольт саны:

1-ші орауыштағы тоқтың максимал шыққан мәні:

Орам өткізгішінің диаметрлері:

мұндағы J _ср =1, 7 А/мм ² , трансформатор орамындағы тоқ тығыздығы

5 Пайдалы әсер коэффициентін есептеу

Қоректену көзінің ПӘК-і деп-қуатқа салмақтың Рн бөлінуі кезіндегі, қоректік желіден Рвх түсуіндегі белсенді қуат байланысын айтады:

Желіден түскен белсенді қуат трансформаторда (Pтр), вентильде(Рв), тегістегіш фильтрде(Рф) және стабилизаторда(Рст) жоғалады.

Трансформатордағы жоғалу мына формуламен анықталады:

Р _ТР =S _Т (1- _тр ) =220*(1- 0, 86) =30, 8 Вт

мұндағы _тр -трансформатор ПӘК-і;

S _т -трансформатордың габаритті қуаты.

Вентилдегі жоғалу:

Вт

мұндағы I _a -вентилдегі орташа тоқ,

U _{ПР. СР} -вентилге тігінен түсірілген кернеу,

N-қосылып тұрған түзеткіш вентилдер саны.

Вентилдің жалпы жоғалуы:

Вт

Стабилизатор шығыны

∆Р _ст =(U _вх -U _d ) ⋅I _вх

мұндағы U _вх -стабилизатордағы кірістік кернеуі

I _вх - стабилизатордағы кірістік тоғы

U _d -салмақ кернеуі

Стабилизатордағы жалпы шығындар

Σ∆Р _ст =∆Р _ст1 +∆Р _ст2

Σ∆Р _ст = 25+21, 6=46, 6Вт

Қоректену көзінің ПӘК-і:

6 Қоректендіру көзінің электрлік принципиалдық схемасының құрылымы.

Принципті сызбада электрлік үрдістерде берілген бөлшектерді орныдау мен олардың арасындағы барлық электрлік байланыстармен қоса, кіріс және шығыс тізбектері аяқталған барлық электрлік элементтерді бақылау үшін барлық электрлік элементтер немесе құрылғылар бейнеленеді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.