Информатика и выч. техника \ Проектирование и расчет преобразователей информации

Расчет принципиальной схемы тепловычислителя, страница 4

ОУ – К140УД6

Для обеспечения тока Iнорм = 20 мА, на выходе усилителя поставлен двухтактный транзисторный усилитель на VT1 и VT2. Требования, представляемые к транзисторам:

Uкэ > 30 В

Iк_мах > 20 мА

Pк_мах > 30 мВт

Этим требованиям удовлетворяют транзисторы:

КТ361Г (p-n-p) и КТ315В (n-p-n), их параметры:

Β ≥ 15

Uкэ_мах = 40 В

Iк_мах = 100 мА

Pк_мах = 150 мВт

Для того, чтобы усилитель не перешёл в режим насыщения, входные 10 В делятся на делителе R36-R37 10:1. Поэтому:

R36 – МЛТ 9,1 кОм ± 2% 0,125 Вт

R37 – МЛТ 1 кОм ± 2% 0,125 Вт

3.8. Расчёт блока питания

Определим суммарную мощность, приходящую от источника ±15В:

I = 4 · 4 мА + 6 · 2,8 мА + 3 · 6 мА + 3,5 мА + 5,5 мА + 4 мА + 20 мА = 83,8 мА ≈ 85 мА (мощность рассчитывается как сумма произведений количества элементов на потребляемый ими ток).

Суммарный ток, потребляемый от источника ±5 В:

I = 5,4 мА + 50 мкА + 7 · 400 мкА + 6 · 10 мкА + 2 мА + 6 · 8 мкА = 10,358 мА ≈ 12 мА.

Блок питания представлен на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Блок питания

Для стабилизации выпрямленного напряжения используются интегральные стабилизаторы напряжения 142ЕН6 и 142ЕН5А. Их параметры:

142ЕН6 142ЕН5А

Uвых = ± 15 В Uвых = ± 5 В

Iк_мах = 3 А Iк_мах = 3 А

Uкэ_min= 2,5 В Uкэ_min = 2.5 В

На выходе ЕН5А включаются стандартные конденсаторы:

С9, С10 – К77-1 22 мкФ ± 5% Uном = 63 В

Конденсаторы С9 (С10) служат для обеспечения устойчивости при импульсном изменении тока нагрузки. Для расчёта конденсатора С5 (С6) зададимся коэффициентом пульсации 1%, тогда:

мФ

Выберем конденсатор с оксидным диэлектриком:

С5, С6 – К50-6 1 мФ ± 80…-20% Uном = 25 В

Выбор диодов VD6-VD13 осуществлён из следующих соображений:

Uобр > Uн + Uкэ + 2 · Uпр = 5 + 2,5 + 2 = 9,5 В

Iпр > Iн = 12 мА

Этим требованиям удовлетворяет диод Д223:

Iпр = 50 мА

Uобр = 50 В

Uпр = 1 В

Для обеспечения работы микросхемы ЕН6 подключаются стандартные конденсаторы.

С8, С11 – К73-16 0,1 мкФ ± 5% Uном = 63 В

С12 – К73-26 47 мкФ ± 5% Uном = 63 В

Конденсатор С7 определяется исходя из следующей формулы при Кп = 1%

мкФ

С7 – К50-32 2,2 мкФ -20…+80% Uном = 160 В

Диоды VD2-VD5 выбираются по следующим требованиям:

Uобр > Uн + Uкэ + Uпр = 15 + 2.5 + 1 = 18.5 В

Iпр > Iн > 85 мА

Этим требованиям удовлетворяет диод КД109А:

Uобр = 100 В

Iпр = 0,3 А

Uпр = 1 В

Определим ток первичной обмотки трансформатора:

мА

Определим габаритную мощность трансформатора:

В·А

В данной формуле, η = 0,8 – коэффициент полезного действия трансформатора.

По габаритам мощности трансформатора выберем магнитопровод по следующей формуле:

, где Sст · Sок – произведение площади поперечного сечения стержня магнитопровода и площади окна; S_Г – габаритная мощность трансформатора; fc – частота сети; B – индукция в стержне сердечника, из горячекатаной стали В изменяется в пределах 1,2…1,3 Тл, примем 1,25 Тл; j – плотность тока в обмотках трансформатора, составляет 3,5…4,5 А/мм², примем j = 3.5 А/мм²; k_m – коэффициент заполнения медью окна сердечника 0,22…0,28, примем 0,22; k_C – коэффициент заполнения сталью, изменяется в пределах 0,89…0,93, примем k_C = 0,9; η = 0,7 – КПД трансформатора.