Информатика и выч. техника \ Микропроцессорная техника

Разработка микроконтроллера сбора данных о температуре печи для плавки металла, страница 10


Табл.10. Стабилизаторы в каналах:

Значения  параметров

Канал

+12В

+5В

-15В

Стабилизатор

КР142ЕН8Б

КР142ЕН5В

КР142ЕН8В

Мин. выходное напряжение, В

11,64

4,82

14,55

Макс. выходное напряжение, В

12,36

5,18

15,45

Макс. выходной ток, А

1,5

2

1,5

Макс. рассеиваемая мощность, Вт

8

10

8

Мин. входное напряжение, В

14,5

7,5

17,5

Макс. входное напряжение, В

35

15

35

Расчёт необходимого напряжения вторичных обмоток трансформатора необходимо выполнить с учетом следующего:

·  мгновенное значение напряжения на входе стабилизаторов не должно быть ниже указанного в табл.10 для соответствующих каналов даже при 10% просадке напряжения питающей сети;

·  на мостовом выпрямителе каждого канала падает 2*Uд = 1,6 В;

·  на транзисторных ключах VT2, VT4 каналов +12 и +5В падает дополнительно около 0,5 В.

Если принять коэффициент пульсаций на выходе первого фильтра 10%, то минимально допустимое напряжение на выходе моста (UCф) и вторичной обмотки трансформатора (U2) можно найти следующим образом:

;  ; 

канал

Uст.min,

В

UКэнас,

В

UCф,

В

U2min, В

(при 10% просадке)

U2, В

(при номинальной сети)

+12

14,5

0,5

15,8

12,9

14,3

+5

7,5

0,5

8,4

7,5

8,3

-15

17,5

0

18,4

14,8

16,4

Мощности, рассеиваемые на стабилизаторах при номинальном напряжении сети (UСф.nom=UСф min/0,9; Pрас=(UСф.nom-Uвых)*Iпот), нагрузка на диоды и трансформатор (IVD.ср=Iн/2;  I2=1,82*Iн) и ёмкости фильтров C8, C9, C10 ():

канал

UСф nom,

В

Iпот,

А

Pрас,

Вт

IVD ср,

А

I2,

А

Cф,

мкФ

+12

16,1

0,07

0,28

0,035

0,13

300

+5

8,3

1,5

4,9

0,75

2,73

6300

-15

19,4

0,03

0,13

0,015

0,06

108

Стабилизаторы каналов +12 и –15 вольт могут работать баз радиаторов, а стабилизатору +5В он необходим. Ёмкости первых фильтров в каналах +12, +5 и ‑15В выбраны 470 мкФ, 6800 мкФ и 220 мкФ соответственно. Керамические конденсаторы С12, С13 и С14 по 0,1 мкФ предотвращают возбуждение стабилизаторов.

Рис.7 Блок питания

Схема на транзисторах VT1-VT4 обеспечивает такой порядок включения питающих напряжений, что сначала появляется -15В (и минус 5 В на процессоре соответственно), а затем с небольшой задержкой +5 и +12В. Управляющими ключами являются транзисторы: VT1 – КТ814В (UКЭ нас=0,6В при IК=0,5А, IБ=50мА; bмин=40), VT4 – ключевой КТ837К (UКЭ нас=0,5В при IК=3А, IБ=0,3А; bмин=50). Для обеспечения режима насыщения открытых транзисторов выбрано соотношение для базового тока IЭ/IБ=20: IБ1=3,5 мА, IБ4=75мА. Отсюда резисторы:

;  принято R6=3,9 кОм

;  принято R8=91 Ом.

Мощности на резисторах:

PR6 = R6·IБ1нас2 = 48 мВт;  PR8 = R8·IБ4нас2 = 520 мВт.

Резистор R8 выбирается мощностью 1Вт.

В качестве VT1 выбран транзистор с достаточно большим усилением – КТ502Г (b =80…480, UКЭ max=40В, IК max=150мА). Базовый ток VT1:

.

Транзистор VT3 КТ3102А и стабилитрон VD19 КС210 обеспечивают включение остальных каналов при достижении в третьем канале уровня около минус 11В. Зададимся значениями токов в установившемся режиме: через R7 около 2мА, через R11 около 1мА:

; 

Приняты значения  R7=2,4 кОм,  R11=680 Ом. Конденсатор C11 ёмкостью 33мкФ обеспечивает задержку включения положительных каналов около R7*C11=80мс.

В слаботочных участках (VD4-VD7, VD12-VD15, VD16, VD17) применены диоды КД105Г (Iпр.ср=0,3А, Uобр=800В), а выпрямительный мост канала +5В (VD8-VD11) собран на диодах КД226А (Iпр.ср=1,7А, Uобр=100В).

Расчёт силового трансформатора.

Скачать файл