Курсовая работа: Усилитель мощности электрических сигналов

R₂ << R_вх , R_вх = 1МОм

, так как к₀ →∞, то

6. Разработка и расчет блока питания

Блок источника питания необходим для преобразования переменного напряжения сети (~220 В, 50 Гц) в постоянное напряжение, необходимое для питания всех узлов проектируемого устройства. Схема выпрямителя напряжения представлена на Рисунке 20.

Рисунок 20 - Схема выпрямителя напряжения

Максимально необходимое постоянное напряжение равно напряжению питания усилителя мощности Е_ум =21 В, а так как питание двухполярное, то напряжение на выходе источника питания должно быть U_м =42 В. Другим необходимым параметром для расчета является отдаваемая в устройство мощность. Она равна сумме мощностей, потребляемых каждым отдельным узлом устройства - . Но, так как микросхемы потребляют незначительную мощность (все микросхемы не более Р_м =1Вт), то потребляемая мощность в основном определяется мощностью, отдаваемой в нагрузку Р_н и мощностями, рассеиваемыми на коллекторах транзисторов в УМ. Мощность, рассеиваемая на резисторах, также невелика (не более P_R £4Вт).

По исходным данным в качестве трансформатора выбираем трансформатор питания устройств на полупроводниковых приборах ТПП267-127/220-50 (ШЛМ 25х25). Отдаваемая мощность этим трансформатором 57Вт, что значительно больше требуемой. Это необходимо для предотвращения перегорания трансформатора, так как при включении питания мощность достигает пиковых значений, превышающих номинальное.

Структура выбранного трансформатора представлена на Рисунке 21. Основные параметры трансформатора ТПП267-127/220-50 представлены в таблице 1.

Рисунок 21 - Структура трансформатора ТПП267-127/220-50.

Таблица 1. Основные параметры трансформатора ТПП267-127/220-50

Рном , Вт	Ток первичной обмотки, А	Напряжение обмоток, В			Ток вторичных обмоток, А
		11-12, 13-14	15-16, 17-18	19-20, 21-22
57	0.615/0.36	5	4.97	1.31	2.52

Для подключения трансформатора к сети ~220В необходимо соединить выводы первичной обмотки 3 и 7, 1 и 6, а напряжение подавать на выводы 2 и 9. На выходе трансформатора должно быть напряжение, действующее значение которого 1.11U_ср =1.11*40=44.4В, т.к. диодный мост будет выделять постоянную составляющую напряжения, т.е. U_ср . Для получения постоянного напряжения на выходе трансформатора соединим последовательно все вторичные обмотки. Соединим выводы 12 и 15, 16 и 19, 20 и 13, 14 и 17, 18 и 21. Обмотки коммутируются подобным образом для того, чтобы можно было вывести среднюю точку (выводы 13 и 20). Выходное напряжение снимается с выводов 11 и 22. После трансформатора ставится диодный мост. В качестве диодов VD1-VD4 выбираем диоды 2Д220А, параметры которых I_{пр max} =6А, U_{обр max} =400 В, U_пр =1 В. на выходе диодного моста для сглаживания пульсаций поставим емкость. Для обеспечения коэффициента пульсаций К_п =0.05 необходима емкость С»600 мкФ. В качестве этой емкости выберем 3 параллельно соединенных алюминиевых оксидно-электрических конденсатора К50-20-100В-220мкФ.

На выходе получаем постоянное напряжение U_п1 =±21±1В. от этого напряжения будет питаться усилительный каскад. Для питания остальных узлов устройства необходимы напряжения U_п2 =±10 В и U_п3 =±5 В. Для этого подключим к U_п1 =±21В каскад, изображенный на Рисунке 22.

Рисунок 22 - Цепь питания маломощных устройств.

Рассчитаем цепь питания, изображенную на Рисунке 22. Выберем стабилитроны VC1 и VC2 – 2С215Ж с напряжением стабилизации 15 В и током стабилизации 4.7мА, VC3 и VC4 – 2С147Г с напряжением стабилизации 5 мА.

Сопротивления R3 и R4 выбираем из условия

.

Тогда можно найти емкость С2:

.

Выбираем конденсатор К50-6-16В-50 мкФ±5%.

Сопротивления R1 и R2 выбираем из условия:

.

Тогда можно найти емкость C1:

.