WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Перетворювач індуктивність-напруга - Курсова робота

Перетворювач індуктивність-напруга - Курсова робота

Рисунок 5 - Повторювач із вхідним опором, що прагне до нескінченності

На рисунку 6 зображений повторювач зі збільшеним вхідним опором, на якому Rвх практично не залежить від h21е.

Рисунок 6 - Повторювач зі збільшеним вхідним опором

2.2 Розробка структурної схеми перетворювача

Рисунок 7 – Спрощена структурна схема

На рисунку 7- спрощена структурна схема,на якій :

МВ – мультивібратор, використовується для того, щоб сформувати імпульси вхідного сигналу з певною частотою. Межі частоти не зазначені в умові, тому задамося частотою f=100кГц.

ПП – первинний перетворювач, призначений для перетворення індуктивності у напругу за допомогою мостової схеми та схеми віднімання на основі ОП.

ПН – підсилювач напруги, призначений для підсилення величини вихідного сигналу по напрузі до заданого в умові. Можна використати підсилювач на БТ.

ПП – підсилювач потужності, використовується для забезпечення потужності на навантаженні. Використаємо комплементарний емітер ний повторював.

2.3 Попередній розрахунок АМВ

Даний каскад використовується для генерування імпульсів зі сталою напругою і частотою. Особливих вимог до даного генератора не висувається.

Для зручності оберемо частоту 100кГц та напругу на виході 5В.

Напруга на виході генератора не повинна бути висока для зменшення похибки. Нехай Uвих=5В, тоді =(1,2...1,4) Uвих =(6..7)В

Задамося =В.

Гранична частота на виході ОП має бути досить висока.

Визначимо напругу живлення за заданою амплітудою вихідних імпульсів:

Виберемо ОП К547УД1

Основні параметри:

нА вхідний струм

В максимальна вихідна напруга

Ом вихідний опір

МГц гранична частота

Діапазон робочих температур=(45-70)С

2.4 Попередній розрахунок первинного перетворювача

Визначимо діапазон зміни індуктивності :

D=; (10)

D==1000

Таким чином виникає потреба розбити на під діапазони діапазон зміни індуктивності.

D1=; (11)

D1==32

D2=; (12)

D2==32

Виконавши зрівноваження моста для Lmax визначимо номінали елементів.

Проведемо розрахунок опору індуктвності:

(13)

(14)

Таким чином для того щоб на виході перетворювача напруга була завжди додатня необхідно і достатньо щоб L2=L1max.

Задамося R5 = R6 =1кОм

Напруга на виході перетворювача розаховується наступним чином:

(15)

Оскільки міст для максимального значення ємності зрівноважений, то В.

Суматор виконано на основі ОП, саме тому необхідно провести вибір ОП. Таким чином для операційного підсилювача:

Виберемо ОП К547УД1

Основні параметри:

нА вхідний струм

В максимальна вихідна напруга

Ом вихідний опір

МГц гранична частота

Діапазон робочих температур=(45-70)С

2.5 Попередній розрахунок підсилювача потужності

В якості підсилювача потужності використаємо підсилювальний каскад такий, як комплементарний емітерний повторювач.

Розрахуємо потужність на виході даного каскаду.

Початкові дані:

30В, Rн=5 Ом

Іmax = (16)

Іmax =

Розрахуємо максимальну вихідну потужність:

Рmax=Umax Imax; (17)

Рmax =30 6=180 (Вт)

Оскільки використовуємо комплементарне включення то потужність на виході одного транзистора зменшується у двічі. Таким чином для транзистора:

Рmax=Umax Imax/ 2 (18)

Рmax =90 (Вт)

За даними параметрами з довідника оберемо транзистор 2Т818Б типу NPN.

Основні параметри транзистора:

Тип

Pкmax,Вт

Ікmax, A

Uкеmax, B

h21e

min/max

fгр, МГц

Uеб0max, В

Кп р, дб

2Т818Б

100

15

60

20

3

5

25

2.6 Попередній розрахунок підсилювача напруги

У якості підсилювача напруги використаємо підсилювальний каскад за схемою зі спільним емітером на основі біполярного транзистора.

Розрахуємо коефіцієнт підсилення за напругою:

(19)

Це є досить велике підсилення і тому проведемо попереднє підсилення у 100 разів за допомогою підсилювача на ОП.

Проведемо вибір ОП.

Оскільки підсилення виконуємо до величини 7,8В, то

Виберемо ОП К574УД2Б

Основні параметри:

нА вхідний струм

В максимальна вихідна напруга

Ом вихідний опір

МГц гранична частота

Діапазон робочих температур=(45-70)С

Оскільки частота вихідного сигналу 100 кГц, то гранична частота транзистора .

Оскільки підсилення, що виконує ПП по потужності КU p min=25дб=300, то максимальна потужність що розсіюється на колекторі транзистора не повинна бути меншою за Рк

Оскільки

Кпр=25дб=300,

то Рвх= ; (20)

Рвх=

Рк=РПП (21)

Рк =300мВт.

Ікмах =

КТ3107А – =45В

=100мА

=300мВт

=12Пф

2.7 Розробка детальної структури схеми

Рисунок 8 – Детальна структурна схема

На рисунку 8 – детальна структурна схема, в якій:

АМВ – автоколивальний мультивібратор, використовується для того, щоб сформувати імпульси з напругою 5В та частотою 100кГц. Оснований на К547УД1- живленні моста.

ПП – первинний перетворювач, призначений для перетворення індуктивності у напругу. Схема віднімання основана на ОП К547УД1. Межі вихідної напруги 0...78мВ.

ПН – підсилювач напруги, призначений для підсилення величини вихідного сигналу по напрузі до 30В. Таким чином на виході даного каскаду отримуємо напругу 0...30В. Оскільки у процесі розрахунків було розраховано, що коефіцієнт підсилення даного каскаду є досить високим, то було прийняте рішення додати каскад підсилення напруг на ОП, який би здійснював попереднє підсилення вихідного сигналу у 10 разів і розмістити його перед каскадом на БТ. У якості ОП використано ОП К574УД2Б Підсилювач на БТ оснований на БТ КТ3107А.

ПП – підсилювач потужності, використовується для забезпечення потужності на навантаженні. Оснований на БТ 2Т818Б, 2Т817Б.

Закінчивши попередню розробку структурної схеми, маємо схему, розбиту на декілька каскадів, внаслідок чого, для кожного з каскадів зроблений попередній розрахунок. Тобто визначені динамічні діапазони, коефіцієнти підсилення, максимальні значення струмів, напруг, потужностей, вибрані згідно розрахункам операційні підсилювачі, транзистори.

Принцип роботи перетворювача заключається у наступному. АМВ проводить генерацію імпульсів з напругою 5В та частотою 100кГц. Згенеровані імпульси потрапляють на міст, який зрівноважений для максимального значення індуктивності і у такому стані на виході підсилювача отримуємо напругу таку маленьку, що умовно визначаємо її як нульову. Коли змінна індуктивність змінює своє значення міс виходить з рівноваги у на виході перетворювача отримуємо напругу, що є різницею напруг на різних вузлах моста. Дана напруга є досить низькою і виникає необхідність її підсилення по напрузі та стабілізації та підсилення по потужності, саме тому у схемі і використовуємо підсилювачі напруги та потужності.

3 Електричні розрахунки

3.1 Електричний розрахунок підсилювача потужності

Електричний розрахунок виконуємо за допомогою електричної принципової схеми , яка зображена на рисунку 9.

Рисунок 9 – Схема ПП електрична принципова

Вхідні дані:

Транзистори 2Т818Б, 2Т817Б.

=100Вт

=15А

=60В

Uмах =30 В

Рвх=300мВт

Рвих=180Вт

Оберемо напругу живлення

Задаємося

З вихідних характеристик транзисторів:

при

З вхідних характеристик:

Loading...

 
 

Цікаве