Разработка компенсационного стабилизатора напряжения на базе операционного усилителя (ОУ). Разработк...
РЕФЕРАТ
Курсовой проект по электронике, 18 стр., 4 приложения.
Стабилизатор напряжения, операционный усилитель, защита от короткого замыкания, счетчик, шестнадцатеричный код.
Курсовой проект состоит из двух частей. Цель первой части - разработка стабилизатора напряжения с использованием операционного усилителя и схемы защиты от короткого замыкания. Цель второй части – разработка дешифратора двоичного кода в шестнадцатеричный.
В схемах используются широко распространенные корпусные микросхемы, транзисторы и диоды.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 6
1 Компенсационный стабилизатор напряжения 7
1.1 Расчет трансформаторов 7
1.2 Расчет выпрямителя 7
1.3 Расчет фильтров 8
1.4 Расчет стабилизатора 8
2. Дешифратор 11
2.1 Постановка задачи 11
2.2 Принцип работы схемы 11
Заключение 13
Литература 14
Приложение 1 15
Приложение 2 16
Приложение 3 17
Приложение 4 18
ВВЕДЕНИЕ
Многие электронные устройства, используемые в быту и на производстве требуют определенных параметров напряжения на входе, отличных от параметров сети. Для создания нужного напряжения и используют стабилизаторы напряжения, один из которых требуется разработать в первой части проекта. Стабилизатор разрабатывается на базе стандартных аналоговых элементов, выпускающихся серийно и может использоваться для работы с широким спектром устройств, требующих напряжения, укладывающегося в его выходной диапазон.
Дешифратор двоичного кода в шестнадцатеричный - это цифровое устройство, служащее для перевода данных из двоичного кода в шестнадцатеричный код. Такой дешифратор является необходимым элементом вычислительных устройств, а так же может быть использован для шифрации информации.
1 Компенсационный стабилизатор напряжения
1 . 1 Расчет трансформатора.
Трансформатор для данного устройства требуется для формирования на входе стабилизатора оптимального режима питания. На вход трансформатора поступает сетевое напряжение 220 В. На выходе требуется получить напряжение питания (с учетом падения на выпрямителе (2,4В), регулирующем элементе (2В) и резисторе защиты от КЗ R7 (0,6В), а так же с учетом допуска 15%), рассчитываемое по формуле:
Uп = (Uвыхmax+5В)/0,85 .
В соответствии с входными данными получаем значение Uп = 17В. Для подбора трансформатора по мощности используем формулу:
P = Uп×I2выхmax ×1,1 = 230 Вт .
Наличие дополнительного отрицательного напряжения питания обусловлено особенностями операционного усилителя. Оно выбирается исходя из условия необходимости получения минимального напряжения на выходе ОУ менее »0,4 В (иначе на выходе стабилизатора мы не получим 0 В). С учетом допуска вполне достаточно Uп доп = 7 В.
1.2 Расчет выпрямителей
Выпрямитель напряжения основного питания был выбран мостовой. Для его нормальной работы необходимо правильно подобрать диоды исходя из следующих соотношений:
2Uобvmax> Uп*.
Pmax>Pвых.
Iпрmax>Iвыхmax.
Таким требованиям
удовлетворяет диод КД 206 А (его параметры
Uобрmax=400 В, Iпрmax=10 A, Uпр<1.2 B).
Выпрямитель дополнительного питания был выбран однополупериодный, на основе полупроводникового питания был выбран однополупериодный на основе полупроводникового диода марки КД 102 А (Uобрmax=250 В, Iпрmax=100 A, Uпр<1 B)
1.3 Расчет фильтров
Для сглаживания пульсаций напряжения питания используются С – фильтры. Выбор емкости конденсатора для таких фильтров производится исходя из соотношения:
С³Т/RН.
где Т – период пульсаций напряжения после выпрямителя.
RН – сопротивление условной нагрузки.
В свою очередь RН определяется по формуле
RН = Umin/Imax.
В данном случае С1 = 2500 мкФ, С2 = 20 мкФ.
1.4 Расчет стабилизатора
Стабилизатор состоит из источника опорного напряжения (ИОН), регулирующего элемента, элемента сравнения и схемы защиты от короткого замыкания. ИОН реализован на стабилитроне VD5, постоянных резисторах R1 и R2 и переменном R3. Стабилитрон VD5 выберем КС156А (Uст= 5,6 В, Iст = 3..55 мА, Iстном = 10 мА, Рmax = 0,3 Вт).
На выходе ОУ необходимо сформировать сигнал 0 .. 10.2 В (с учетом потерь на база-эмитерном переходе и резисторе R6). Если подобрать коэффициент усиления Ку = 2, то с учетом Ку на входе ОУ необходимо сформировать напряжение 0..5.1 В. Исходя из этого подбираем делитель R2R3:
[R3/(R2 + R3)]×Uст = 5,1 В .
Пусть R3 = 1.2 кОм. Тогда R2 = 110 Ом.
Резистор R1 служит для формирования тока стабилизации и выбирается следующим образом:
R1 = (Uп min-Uст)/(Iст ном + Iн) = 910 Ом.
Регулирующий элемент реализован на основе транзистора VT1. Он выбирается исходя из следующих условий:
Рдоп < Pmax ,
