Курсовая работа: Расчёт и проектирование вторичного источника питания
Для уменьшения пульсаций (переменной составляющей) выпрямленного напряжения. Наиболее часто используются фильтры, состоящие из дросселяи конденсатора (рис.1.1,а) или из резистора и конденсатора (рис.1.2,а).
Р ис. 1.2 - Схемы сглаживающих фильтров
На рис. 1.3 - изображена однофазная мостовая схема выпрямителя
Рис.1.3- Однофазная мостовая схема выпрямителя
Стабилизаторы напряжения имеют такие основные параметры : Коэффициент нестабильности по напряжению – отношение производной выходного напряжения по входному напряжению к выходному напряжению:
Кнu=Uвых*100% / Uвых*Uвх (1.1)
Коэффициент нестабильности по току – относительное изменение выходного напряжения при изменении выходного тока в определенных пределах:
Кнi=Uвых*100% /Iвых(1.2)
Коэффициент стабилизации напряжения – отношение относительных изменений входного и выходного напряжений при постоянном выходном токе :
Кст=1/(Кну*Uвх)(1.3)
Выходное сопротивление стабилитрона – производная выходного напряжения по выходному току :
Rвых=dUвых/dIвых(1.4)
Коэффициент полезного действия – отношение мощности на выходе стабилитрона к мощности на входе.
Коэффициент сглаживания пульсаций – соотношение напряжения пульсаций на входе и на выходе.
Во вторичных источниках питания используются параметрические
и компенсационные стабилизаторы напряжения.
Наиболее простыми стабилизаторами напряжения являются параметрические стабилизаторы напряжения.Они характеризуются сравнительно невысокими коэффициентами стабилизации, большим выходным сопротивлением, низким КПД. В таких стабилизаторах невозможно получить точное значение выходного напряжения и регулировать его.
На рис.1.4 изображена схема параметрического стабилизатора напряжения.
Рис.1.4 - С хема параметрического стабилизатора напряжения
Компенсационные стабилизаторы напряжения представляют собой систему автоматического регулирования, в которой с заданной точностью поддерживается постоянным напряжение на выходе независимо от изменения входного напряжения и тока нагрузки. На рис.1.5 изображена одна из схем компенсационного стабилизатора напряжения.
Рис.1.5 - С хем компенсационного стабилизатора напряжения
2 Разработка принципиальной схемы
На входе вторичного источника питания можно поставить схему однофазного выпрямителя напряжения изображенную на рис.1.3.
После выпрямителя поставим сглаживающий R-C фильтр изображений
на рис.1.2,а.
Потом необходимо рассчитать и установить одну из схем параметрического стабилизатора напряжения.Например схему изображенную на рис.1.5.
Схема вторичного источника питания будет иметь вид:
Рис.1.5 - Схема вторичного источника питания
3 Расчет элементов схемы
1. Расчет следует производить «от нагрузки». Для чего по исходным данным определим RН :
(3.1)
.
2. Зададимся коэффициентом стабилизации (из исходных данных) :
К = 100.
3. Находим величину минимального напряжения на входе стабилизатора
UВХ.МИН = UВЫХ + UК.Э1 МИН + UВЫХ, (3.2)
где UК.Э1 МИН — минимально допустимое напряжение между эмиттером и
коллектором регулирующего транзистора, при котором работа
еще происходит на линейном участке выходной характеристики
IK = F (UК.Э) при I0 = const;
UВЫХ — отклонение напряжения на выходе стабилизатора от номинального.
Напряжение UК.Э1 МИН для большинства транзисторов не превышает 1—3 в. При расчете UК.Э1 МИН можно принимать равным 3 в. Величина напряжения UВЫХ для нашего случая определяется верхним пределом регулировки выходногонапряжения, т. е. UВЫХ= 0,4 В. Таким образом,
UВХ.МИН = 12 + 3 + 0.4 =15.4 B.
Номинальное и максимальное напряжения на входе стабилизатора с учетом допустимых отклонений входного напряжения (поскольку нестабильность напряжения питающей сети нам не задана, возьмем отклонение UВХ = ± 10%, что вполне достаточно для обеспечения заданных показателей качества) соответственно равны
(3.3)