Расчет измерительного канала цифровых весов с температурной компенсацией, страница 3

 В качестве стабилизатора выбирается двуполярный стабилизатор напряжения на U₀=±15В (тип микросхемы - КР142ЕН15А, выходной ток I₀= 100 мА, входное напряжение ±25 В, потребление тока практически нулевое). В качестве выпрямителя сигнала используется однофазная мостовая схема (диодная матрица), характеризующаяся хорошим использованием мощности трансформатора. Действующее значение напряжения и тока на вторичной обмотке трансформатора определяется как:

   Амплитуда тока через диод равна амплитуде тока во вторичной обмотке:

I_mв=I₂1,41=0,157А,

   а обратное напряжение на диодах:

U_{m обр}=U₂1,41=86,9    

     По найденным U_{m обр} и I_mв выбирается диодная матрица КЦ410А.

1.3.1.2 Расчет преобразователя постоянного напряжения

     Построен на основе двухтактного автогенератора. В его состав (см. рис.3.1.2) входят два транзистора, трансформатор, сердечник которого выполнен из материала, имеющего прямоугольную петлю гистерезиса (например, из пермаллоя марок 34НКМП, 50НП, 79НП) для уменьшения потерь.

     Цепь R₁C₁ необходима для обеспечения запуска преобразователя. Транзисторы обычно включаются по схеме с общим эмиттером, при которой достигается сравнительно высокий КПД при малых напряжениях источника питания. При включении напряжения питания U₁ в автогенераторе возникают колебания, и постоянное напряжение преобразовывается в переменное напряжение. В автогенераторах с насыщающимся силовым трансформатором переключение транзисторов осуществляется в результате смены полярности напряжения на обмотках трансформатора в момент насыщения магнитопровода.

     Расчет автогенератора производится по следующей методике:

1 Определяется ток насыщения трансформатора по формуле 1

   

                                                                                                        (1)                                   

     где :                    

I_2m - амплитуда тока на вторичной обмотке трансформатора,

U₂- напряжение на нагрузке,

h - КПД трансформатора,

U₁- напряжение питания (6 В по техническому заданию).

Рис. 3.1.2  Автотрансформатор

   2 Определяется максимальное напряжение на закрытом транзисторе по формуле (2)  амплитуду тока коллектора по формуле (3). Тип транзистора выбирается так, чтобы выполнялись условия (4).

                                                                                                                            (2)

                                                                                                                             (3)

                                                                                                                              (4)

Полученными параметрами обладают транзисторы КТ926А.

     3 Определяется ток базы транзистора при насыщении трансформатора по формуле 5, в которой h_21Э - минимальное значение коэффициента передачи по току.

                                                                                                                           (5)

  

 4 Принимая напряжение базовых обмоток U_Б равным 2,5…3,5 В, рассчитываются со противления базового делителя напряжения по формулам 7 и 6.

                                                                                                                            (6)

                                                                                                                                                                                                                                      (7)

                                                                                        

                                                                       принимаем номинальное значение 22 Ом

                                                                            номинально значение 200 Ом.

      5 Определяется габаритная мощность трансформатора по формуле 8.

                                                                                                                            (8)

     6 Определяется произведение площадей сечения и окна магнитопровода по формуле (9)

                                                                                                 ,где                    (9)

           S_M - средняя площадь сечения магнитной цепи, см²,

            S_ОК - площадь окна магнитопровода, см²,

            f- частота,(1 Гц),

           В_М - амплитуда магнитной индукции в магнитопровода, для пермаллоя марки 50НП рана 1,5 Тл,

           J - плотность тока в обмотках, 3 А/мм²,

           k_ОК - коэффициент заполнения окна магнитопровода, 0.34,

           k_М - коэффициент заполнения сталью сечения стержня магнитопровода,0.94,

           k_Ф - коэффициент формы кривой напряжения, 1.0.

                                                       

                 7 Определяются токи в обмотках трансформатора по формулам 10 и 11.

                                                                                                                         (10)

                                                                                                                         (11)

  8 Выбирается магнитопровод и определяются его размеры, при это должно выполняться условие (12).

                                                                                                                             (12)

     Был выбран магнитопровод броневой УШ22х22  с размерами [6]:

В=14 см, l₁=39 см,  L=78 см , H=67 см.

                 9 Определяется количество витков первичной и вторичной обмоток по формулам 13 и 14.

                                                                                         

                                                                                                                   (13)

                                                                                                                   (14)