Содержание
Введение
1. Разработка блока питания для электронного устройства
1.1 Расчёт выпрямителей переменного тока и сглаживающих фильтров
1.2 Расчёт силового трансформатора
2. Структурное проектирование логической схемы в интегральном исполнении по заданной логической функции
Заключение
Литература
Введение
Одним из важнейших направлений развития научно-технического прогресса в настоящее время является развитие электроники. Достижения электроники влияют на развитие общества.
Современная электроника характеризуется сложностью и многообразием решаемых задач, высоким быстродействием и надёжностью.
Электронные устройства применяются во многих отраслях промышленности, транспорта, связи, а также в быту. Наиболее часто применяемыми электронными устройствами являются такие, как автоматическое технологическое оборудование, радио- и TV аппаратура, персональный компьютер, микропрцессоры, усилители сигналов, счётчики, интегральные микросхемы и т.д.
Для питания большинства радиотехнических и электронных устройств требуется выпрямленное напряжение с заданными параметрами. Для того, чтобы получить необходимое напряжение на нагрузке, его сначала надо преобразовать с помощью трансформатора. Далее преобразованное напряжение необходимо выпрямить при помощи выпрямителя собранного на вентилях. Для выпрямителей, предназначенных для питания различных радиотехнических и электронных устройств, допустимый коэффициент пульсации напряжения на нагрузке не должен превышать определённую величину. Наличие пульсаций выпрямленного напряжения ухудшает работу потребителей, питаемых выпрямленным напряжением, поэтому в большинстве случаев выпрямители содержат сглаживающие фильтры.
Разработка блока питания для электронного устройства
Расчёт выпрямителя переменного тока
a) Для схемы однофазного двухполупериодного выпрямителя с нулевым выводом
Действующее значение напряжения каждой полуобмотки W2 трансформатора:
U21 = U211 = 1.11· Ud = 1.11 · 12 = 13.32 В
Действующее значение тока, протекающего по обмотке W2 трансформатора:
I21 = I211 = 0.7· Id = 0.7 · 0.5 = 0.3535 А
Амплитудное значение напряжения на вентиле, находящемся в непроводящем состояний:
Uam=3.14 · Ud = 3.14 · 12 = 37.68 В
Среднее значение тока вентиля:
Ia = 0.5 · Id = 0.5 · 0.5 = 0.25 А
Амплитудное значение тока проводящего вентиля:
Iam=1 · Id = 1 · 0.5 = 0.5 А
По полученным данным в качестве вентилей для цепи 1 выбираем два диода Д226Е с параметрами Uam = 100 В; Ia = 300 мА; Iam = 2.5 А
Сделаем проверку выбранных вентилей на соответствие параметрам выпрямителя:
Uam = 100 В > 37.68 В; Ia = 300 мА > 250 мА; Iam = 2.5 А > 0.5 А
Вентили соответствуют параметрам выпрямителя.
Для выбора схемы и количества звеньев сглаживающего фильтра определяем его коэффициент сглаживания:
q1 0.667
S = – = – = 133.4 > 100, следовательно нужен многозвенный
q2 0.005 фильтр
1.3.8 Коэффициент сглаживания каждого звена фильтра:
S1 = S2 = √S = √133.4 = 11.55 < 100
Ёмкость конденсатора C1, входящего в состав первого звена фильтра, рассчитывается по методике для выпрямителя, работающего на активно – ёмкостную нагрузку:
H
C1= –
q1 0.667 q22 · rц
где: q22 = – = – = 0.0577
S1 11.55
Uн 12
rц = 0.1 · Rн = 0.1 · – = 0.1 · – = 2.4 Ом – сопротивление фазы выпрямителя
Iн 0.5
– для нахождения коэффициента Н определяем расчётный коэффициент А:
р · rц 3.14 · 2.4
A = – = – = 0.157
m · Rн 2 · 24
m = 2 – число пульсаций тока за период сетевого напряжения в нагрузке
По графику Н = f (А): H = 260
H 260
C1= – = – = 1877.53 мкФ
q22 · rц 0.577 · 2.4
По ёмкости С1 и напряжению Uн выбираем конденсатор: К50 – 3
Сном = 2000 мкФ; Uном = 12 В
Определяем параметры второго звена сглаживающего фильтра:
10 · (S2 + 1) 10 · (11.55 + 1)
LC = – = – = 31.375 Гп · мкФ
m2 4
Принимаем конденсаторы типа К50 – 3: Сном = 2000 мкФ; Uном = 12 В
LC2 31.375
Тогда, L = – = – = 0.314 Гн
C2 10
б) Для схемы однофазного двухполупериодного мостового выпрямителя
Для выбора схемы и количества звеньев сглаживающего фильтра определяем его коэффициент сглаживания:
q1 0.667
S = – = – = 0.89 < 100
q2 0.75
Для данной схемы применим С – фильтр
Определяем коэффициент А:
р · rц 3.14 · 4.8
A = – = – = 0.157
m · Rн 2 · 48
Для нахождения сопротивления нагрузки используем выражение:
Uн 24
Rн = – = – = 48 Ом
Iн 0.5
Сопротивление фазы выпрямителя:
rц = 0.1 · Rн = 0.1 · 48 = 4.8 Ом – сопротивление фазы выпрямителя
m = 2 – число пульсаций тока за период сетевого напряжения в нагрузке
Из графиков зависимостей В = f(A); D = f(A); F = f(A); H = f(A) находим вспомогательные коэффициенты В = 0.45; D = 2.35; F = 7.2; H = 260
ЭДС обмотки трансформатора Е3 = B · Ud = B · Uн = 0.95 · 24 = 22.8 В
Максимальное обратное напряжение на вентиле, находящемся в непроводящем состоянии:
Uобрm= 2√2 · Е3 = 2√2 · 22.8 = 64.488 В
Среднее значение тока вентиля:
Id Iн 0.5
Ia = – = – = – = 0.25 А
2 2 2
Максимальный (амплитудный) ток вентиля:
Iam = F · Ia = 7.2 · 0.25 = 1.8 А
Действующее значение тока вторичной трансформатора:
I3 = D · Ia = 2.35 · 0.25 = 0.588 А
1.3.20 По полученным данным в качестве вентилей выбираем диоды Д226Е с параметрами:
Uam = 100 В > 64.488 В; Ia = 300 мА > 250 мА; Iперегр = 2.5 А > 1.8 А Вентили соответствуют параметрам выпрямителя.
Ёмкость конденсатора фильтра находим из выражения:
H 260
C = – = – = 72.22 мкФ
Q2 · rц 0.75 · 4.8
Принимаем стандартный оксидный (электролитический) конденсатор К50 – 3
Сном = 100 мкФ; Uном = 100 В