Основы радиоэлектроники

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

1. Расчет схемы управляемого выпрямителя

1.1 Выбор схемы и расчет основных параметров выпрямителя

Рис. 1.1 -- Двенадцатипульсный составной управляемый выпрямитель с параллельным включением

,

где выпрямленное напряжение на нагрузке при нормальном напряжении сети;

выпрямленное напряжение при повышенном напряжении сети.

Из прил.2 определяем:

-- максимальное обратное напряжение на тиристорах;

-- среднее значение тока тиристора.

Определяем активное сопротивление фазы трансформатора:

,

где

Определяем индуктивность рассеяния обмоток трансформатора:

,

где.

Определяем напряжение холостого хода с учетом сопротивления фазы трансформатора и падения напряжения на дросселе:

где -- число пульсаций в кривой выпрямленного напряжения за период сети.

-- падение напряжения на тиристорах;

-- падение напряжения на дросселях;

.

Напряжение на вторичных обмотках трансформатора

.

коэффициент трансформации для обмоток «треугольник-звезда» тогда действительный ток первичной обмотки трансформатора

Определяем угол коммутации:

.

Определяем минимально допустимую индуктивность дросселя фильтра:

.

.

КПД выпрямителя:

1.2 Основные параметры выпрямителя в управляемом режиме

Определяем максимальный и минимальный углы регулирования:

Минимальный и максимальный углы проводимости тиристоров:

Минимальное напряжение на нагрузке

Ток в тиристоре

Максимальное обратное напряжение

1.3 Выбор элементов управляемого выпрямителя

Тиристоры выбираем по: тиристор Т222−20−12 и типовой охладитель М-6А.

1. 4 Расчет регулировочной характеристики управляемого выпрямителя

Общая расчетная формула для всего семейства нагрузочных характеристик:

Рис. 1.2 -- Регулировочная характеристика выпрямителя

1. 5 Выбор защиты тиристоров от перегрузок по току и напряжению

Ток плавкой вставки:

Выбираем плавкую вставку ПНБ-5−380/100.

Для ослабления перенапряжений используем -цепочки, которые включаются параллельно тиристору. Конденсатор ограничивает перенапряжения, а резистор -- ток разряда этого кондесатора при отпирании и предотвращает колебания в последовательном контуре

Величина напряжения на конденсаторе ток разряда контура

По справочнику выбираем конденсаторы C2 -- КСЛ-310 пкФ, резисторы R2 -- ПЭВ-100−620±10%.

Рис. 1.3 -- Схема управляемого выпрямителя с защитой

2. Проектирование СИФУ

2.1 Расчет параметров пусковых импульсов

2.2 Расчет цепи управления тиристорами

Для тиристоров Т222−20−12 определяем токи и напряжения управления:

Цепи управления тиристорами питаются от импульсного усилителя через оптрон и ограничивающие сопротивление и шунтирующий диод:

Рис. 2.1 -- Цепь управления тиристором

По значению выбираем оптрон ТО125−12,5 с параметрами:

Определяем параметры элементов, входящих в цепь управления:

По току выбираем шунтирующий диод типа КД202А.

По значениям и выбираем резистор типа ПЭВ-20−15.

2.3 Расчет цепи импульсного усилителя

Рис. 2.2 -- Импульсный усилитель

Импульсный усилитель работает в режиме переключения. Его расчет проводим графоаналитическим способом.

Допустимое напряжение на коллекторе транзистора VT8 должно удовлетворять условию:

Коэффициент трансформации трансформатора TV4 найдем как

Откуда

Импульсная мощность коллекторной цепи транзистора VT8 По полученным значениям выбираем транзистор VT8 типа КТ203А с

Рис. 2.3 -- Входные и выходные характеристики транзистора КТ203А

Сопротивление нагрузки цепи управления тиристором:

Сопротивление цепи коллектора VT8

Из уравнения динамического режима получим:

-- ток короткого замыкания по постоянному току.

После чего строим линию нагрузки по переменному току, откуда находим

Сопротивление переменному току

Из графических построений находим:

Коэффициент усиления каскада

Определим параметры импульсного трансформатора на ферритовом кольце из феррита марки 1500НМ.

Параметры ферритового кольца:

начальная магнитная проницаемость:

средняя длина магнитных линий:

площадь поперечного сечения:

индуктивность намагничивания сердечника трансформатора:

Количество витков первичной обмотки

-- количество витков вторичной обмотки.

Шунтирующий диод VD2 выбираем по току -- КД102Б.

Транзистор VT7 выбираем как КТ203А.

2. 4 Расчет элементов триггера Шмидта

Рис. 2.4 -- Триггер Шмидта

Примем тогда амплитуда выходных импульсов Период следования импульсов запуска Минимальная длительность запускающих импульсов Максимальная длительность выходного импульса порогового устройства

Выбираем транзисторы VT4 и VT5 из условия которому удовлетворяют транзисторы типа КТ104А с параметрами:

Ток насыщения

Резистор мощность рассеяния на резисторе R16

Резистор мощность рассеяния на резисторе R14

Резистор мощность рассеяния на резисторе R17

Емкость ускоряющего конденсатора:

Величину резистора R15 определим из соотношения:

мощность рассеяния на резисторе R15

Величину резистора R15' определим из соотношения:

Резистор R13:

Резистор R12:

Примем R13=27(кОм) и R12=13(кОм).

Величину разделительного конденсатора C3 определим из условия

2.5 Расчет дифференцирующей цепи

амплитуда входных импульсов

паразитная емкость генератора импульсов

Внутреннее сопротивление генератора импульсов:

Емкость дифференцирующей цепи выбирается из условия

Тогда сопротивление дифференцирующей цепи определится как:

Амплитуда выходных импульсов с дифференцирующей цепочки:

Импульсный диод VD1 выбираем по типа Д103.

2. 6 Расчет элементов генератора пилообразного напряжения

Рис. 2.5 -- Генератор пилообразного напряжения

длительность прямого хода

период повторения

коэффициент нелинейности

Задавшись находим величину пилообразного напряжения

Выбираем транзисторы VT2 и VT3 типа МП115 с параметрами:

Ток коллектора транзистора VT3 определим по заданному коэффициенту нелинейности:

Примем при этом

Конденсатор

Находим величину сопротивления R9 в цепи эмиттера VT3:

Принимаем

Принимаем

Принимаем

Приняв, что найдем R10 и R11: выберем ток делителя

тогда

2.7 Расчет элементов блока синхронизации

Расчет блока синхронизации производим с учетом следующих данных:

Ток эмиттера

Тогда сопротивление

Рассчитываем элементы цепи базы транзистора VT2:

Коэффициент трансформации трансформатора

3. Расчет параметров элементов источника питания для СИФУ

3. 1 Выбор схемы и расчет основных параметров источника питания

В соответствии с заданием принимаем следующую схему источника питания:

Рис. 3.1 -- Источник питания СИФУ

Определим минимально допустимое входное напряжение стабилизатора:

Номинальное и максимальное значения напряжения на входе стабилизатора при колебании сети на +10%:

максимальное падение на регулирующем транзисторе:

Максимальная мощность рассеяния на транзисторе VT2:

Выбираем регулирующий транзистор П214 с параметрами:

Коллекторный ток согласующего транзистора:

Максимальная мощность рассеяния на транзисторе VT1:

Выбираем согласующий транзистор ГТ403А с параметрами:

Базовый ток согласующего транзистора

Сопротивление R4, задающее ток

Мощность, рассеиваимая R4

Напряжение на коллекторе усилительного транзистора VT3:

Выбираем стабилитрон Д811 с

Задаемся максимальным коллекторным током усилительного транзистора тогда мощность, рассеиваемая на транзисторе VT3,

Выбираем усилительный транзистор МП39 с параметрами:

Сопротивление

Задаемся током делителя Коэффициенты передачи делителя:

Суммарное сопротивление делителя

Определим минимальный и номинальный КПД стабилизатора:

3.2 Расчет параметров сглаживающего фильтра

Коэффициент пульсаций на выходе выпрямителя, фильтра, ток нагрузки ,

Находим коэффициент сглаживания фильтра

Сопротивление Мощность рассеяния на этом сопротивлении

Коэффициент передачи постоянного напряжения со входа на выход

Тогда коэффициент фильтрации фильтра

Определяем произведение

Тогда

3. 3 Расчет однофазного мостового выпрямителя

Величина выпрямленного напряжения

Определяем анодный ток и обратное напряжение для диодов VD1. VD4:

Определяем параметры силового трансформатора:

Находим коэффициент трансформации трансформатора:

Ток первичной обмотки трансформатора

4. Моделирование схемы блока питания СИФУ

Рис. 4.1 -- Модель блока питания СИФУ

1 и 2 -- соответствующие каналы осцилографа.

Из-за особенностей Electronics Workbench вместо трансформатора был использован источник переменного напряжения с необходимыми выходными характеристиками (расчетными выходными характеристиками трансформатора). Были добавлены сопротивления Rtv (2 Ом) -- сопротивление обмоток трансформатора; Ro (1 Ом) -- согласующее сопротивление; Rn (0.1 кОм) -- сопротивление блока СИФУ (Uвых/Iвых).

Рис. 4.2 -- Осциллограммы участков 1 и 2

Выводы

Большим преимуществом двенадцатипульсного выпрямителя является маленький коэффициент пульсации и получение большой выходной мощности. Таким образом, применение такого выпрямителя дает практически выпрямленный ток на выходе.

Подобные выпрямители получили широкое распространение в различных отраслях промышленности, например, в электролизных установках, на железнодорожном транспорте для питания двигателей постоянного тока, заряда аккумуляторных батарей, в сварочных аппаратах и дуговых печах, электрофильтрах, источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры и др.

Приложение А

Список литературы

Приборы и устройства промышленной электроники / В. С. Руденко, В. И. Сенько, В. В. Трифонюк (Б-ка инженера). -- К.: Технiка, 1990. -- 368 с.

Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справочник радиолюбителя / Терещук Р. М., Терещук К. М. -- К.: Наукова думка, 1981. -- 670 с.

Тиристоры: справочник / Григорьев О. П., Замятин В. Я. -- М. :Радио и связь, 1982. --272 с.

Транзисторы для аппаратуры широкого применения: справочник / Перельман В. П. -- М. :Радио и связь, 1982 -- 520 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой