Контрольная работа: Источники вторичного электропитания

Для стабилизации напряжения +5В; +15В; -15В используются ШИМ-стабилизаторы понижающего типа, выполненные на базе микросхемы 142ЕП1А, схема которых приведена на рис. 2.2 обеспечивающие повышенный КПД при больших значениях выходного тока и незначительных падениях напряжения на регулирующем элементе. Когда транзистор VT3 открыт, ток через катушку индуктивности L увеличивается и заряжает конденсатор C4. Напряжение на C4 увеличивается до тех пор, пока напряжение на выходе 12 микросхемы DA1 не превысит опорного напряжения на выходе 13 и не закроется транзистор VT4. Энергия, запасенная в индуктивности L, вызывает импульс напряжения отрицательной полярности, который поглощается диодом VD1. Ток индуктивности спадает, передавая энергию в нагрузку, и конденсатор C4 разряжается, пока напряжение на выходе 12 не станет ниже, чем на входе 13. Транзистор VT3 открывается, и цикл повторяется. Выходное напряжение колеблется около величины U_{ВЫХ НОМ} с амплитудой, определяемой соотношением R9/R10. . Индуктивность дросселя L находится по формуле , где f=40 кГц - частота коммутации при закороченных входах 14 и 15 микросхемы, которая может изменятся в зависимости от температуры от 25 до 100 кГц;

U_вх = 20 В - входное напряжение;

U_вых = 5 В или 15 В - выходные напряжения;

I_выхmax - максимальный ток нагрузки канала.

Номинал резистора R1, включенного между выводами 5 и 7 микросхемы зависит от величины входного напряжения U_вх (в данном случае R1=15 кОм). Выходное напряжение регулируется с помощью резистора R9. Следует учесть, что ток делителя R9, R10 должен быть не менее 1.5 мА, а синфазное входное напряжение на входах 12 и 13 не должно превышать 2,8 В.

Характеристики микросхемы 142ЕП1 приведены ниже:

частота коммутации f_м - до100 кГц;

входное напряжение U_пит £ 40 В;

выходной ток I_н £ 200 мА;

опорное напряжение U_оп - 1,7¸2,2 В;

напряжение питания U₅ =10¸40 В;

U₁₀ =5¸7 В;

максимальная рассеиваемая мощность P_P -0,6 Вт;

диапазон рабочих температур -T°C от -6 до +125°С.

Напряжение канала -5В обеспечивает микросхема 142ЕН5А, характеристики которой приведены в приложении лит.[1].

Кроме того, стабилизация напряжения к каналах осуществляется основным силовым регулятором (однотактным преобразователем) с отрицательной обратной связью. Схема управления преобразователем выполнена на базе ШИМ-контролера TL494 с техническими характеристиками:

Напряжение питания U_пит - 7¸40 В;

Входное напряжение усилителя U_вх - 0,3¸(U₁₂-2)В;

Выходное напряжение коллектора U_вых £ 40 В;

Выходной ток коллектора I_н - 200 мА;

Ток через вывод обратной связи I_ос - 0,3 мА;

Частота генератора f_м - 1¸300 кГц.

Заключение

Проделанная в рамках курсового проекта работа по разработке и расчету силовой части и устройства управления импульсного стабилизатора постоянного тока показывает необходимость углубленного анализа процессов, проходящих в преобразовательных устройствах и умения синтезировать устройства управления этими процессами.

Результат проектирования по расчетам соответствует техническому задания, хотя возможно и дальнейшее совершенствование схемы с целью получения лучших показателей - увеличение КПД, уменьшение массы и габаритов стабилизатора. Как достоинство выбранного схемного решения следует отметить его простоту и минимальное количество элементов, а как недостаток - замагничивание трансформатора и избыточные перенапряжения на силовом транзисторе.

Следует отметить также, что применение в ходе работы над проектом пакета Mathcad, позволило несколько облегчить расчеты.

Список использованной литературы

высоковольтный транзистор электропитание трансформатор

1.              Мишуров В.С. Основы преобразовательной техники. Методические указания по выполнению курсового проекта. - Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2002. - 127 с.

2.       Быстров Ю.А., Мироженко И.Г., Хинса Г.С. Электронные цепи и устройства. Учебник для вузов. Санкт - Петербургское отделение, 1999. - 512 с.

.        Сергеев Б.С. Схемотехника функциональных узлов источников вторичного электропитания: Справочник - М: Радио и связь, 1992 - 224 с.

.        Гутников В.С. Интегральная электротехника в измерительных устройствах. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздно «Ленинградское отделение», 1988. - 304 с.

.        Китаев В.Е. и др. Расчет источников электропитания устройств связи: Учебное пособие для вузов / В.Е.Китаев, А.А.Бокуняев, М.Ф.Колпаков, Под ред. А.А.Бакуняева. - М.: Радио и связь, 1993. - 232 с.

.        Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справ / Н.Н.Акимов, Е.П.Ващуков, В.А.Прохоренко, Ю.П.Ходоренок. - Мм.: Беларусь, 1994 - 591 с.

.        Петухов В.М. Транзисторы и их зарубежные аналоги. Биполярные транзисторы средней и большой мощности низкочастотные. Справочник. В ч.1, Т.2. Издание второе, исправление. - М.: ИП Радиософт, 1999. - 544 с.

.        Справочник по полупроводниковым приборам и их аналогам / Под общ. ред. А.М.Полтавского. - М.: Издательство АО «РОБИ», 1992. - 316 с.

.        Интегральные микросхемы: Справочник / Под ред. Б.В.Тарабрина - М.: Радио и связь, 1984. - 528 с.

Приложение

Таблица