Курсовая работа: Проектування і розрахунок керованих випрямлячів електричного струму
Розрахуємо вихідний струм попереднього каскаду (спеціалізованого компаратора). Він становить Iвих комп = Uk /R1 = 0,33 мА.
Отримане значення струму значно менше допустимого для компаратора, що становить 200 мА.
1.2.5 Розрахунок компаратора
Для формування імпульсу при порівнянні вхідної напруги від ГЛЗH і вихідної, що задає зсув на кут a, використаємо такий же компаратор, як і для нуль-органа з тією лиш відміною, що на нього будемо подавати не нульове опорне значення напруги, а значення, що лежить в межах від 0 В до +15 В(рис.9).
Резистор R1 і послідовне з'єднання резисторів R2 i R3 виконують роль симетруючих вхідний струм мікросхеми. Крім того нижній симетруючий резистор розбитий на дві частини (R2 , R3 ). Резистор R3 виконує роль захисного. При перевищенні на вході схеми значення U0n (більше +15 В, або менше -15 В) надлишкова напруга, що перебільшує значення ±15 В впаде на резисторі R3 , пропускаючи струм в джерело живлення ±15 В через діоди VD1 або VD2.
Перевищення вхідної напруги ±35 В можуть задовольнити діоди КД202Г з приведеними вище параметрами.
R2 = R3 = 2,2 кОм; R1 = 4,7 кОм.
Фільтруючі ємності, як і в попередніх схемах, вибираємо по 47 нФ.
Рис.9. Схема компаратора
1.2.6 Розрахунок диференціюючої ланки
Для запуску одновібратора використовуємо диференцюючу ланку на основі R-С елементів (рис. 10). Враховуючи, що в наступній схемі будемо використовувати мікросхему на операційному підсилювачі К140УД7 з вхідною диференціальною напругою не перевищуючою ±12 В, R-С ланку виконаємо з двох резисторів, створюючи з них також дільник напруги. Встановимо параметри для дільника Uвих = 5 В, Е = І5 В. Задаємось резистором R1 = 12 кОм. Тоді вихідна напруга буде залежати ще й від двох резисторів дільника R2 і R3 – вхідного опору наступної схеми.
Uc (t) = Uc (-¥) – [Uc (¥) – Uc (0)]×e-t/ t .
Для нашої схеми враховуючи, що компаратор з відкритим колектором коротить точку з'єднання R1 і С на спільний провід, а при наявності вхідного сигналу знімає вказану закоротку, маємо: Uc = E; Uc (0) = 0;
Uc (t) = E - E×e-t/ t = E(1 – e-t/ t ).
Тоді напруга на обох резисторах
U = E - Uc (t)= E.
З урахуванням
де t = (R1 +R2с )×C, R2с = R2 // R3
Для отримання Uвих0 = 4 В в початковий момент часу необхідно виконати умову:
.
Звідси
R2с = (Uвих0 ×R1 )/(E – Uвих0 ) = (4×12·103 )/(15-4) = 4,36 кОм
Рис.10. Диференціююча ланка
При R2 = R3, враховуючи R2с = R2 /2, одержуємо R2 = 2×R2с = 8,73 кОм.
Вибираємо R2 = R3 =8,2 кОм.
Знайдемо ємність конденсатора при тривалості імпульсу 10 мкс, заданій при половинній вихідній напрузі від свого початкового значення.