WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

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

ГоловнаТехнічні науки → Проектування перетворювача індуктивності в напругу - Курсова робота

Проектування перетворювача індуктивності в напругу - Курсова робота

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:

при та

Задамося

тому

Проведемо розрахунок опорів вхідного подільника R18 R16

(22)

(23)

Оберемо стандартні опори:

R18 С2-23-36Ом, Р=0,125Вт, 1%

R16 С2-23-36Ом, Р=0,125Вт, 1%

(24)

R17 С2-23-7,2Ом, Р=0,125Вт, 1%

R17 має невелике значення і переважно при змінному струмі вважають бази обох транзисторів з'єднаними.

Розрахуємо вхідний опір цього каскаду:

(25)

Ом – додатковий опір.

R19 С2-23-100Ом, Р=0,125Вт, 1%

3.2 Розрахунок підсилювача напруги

На рисунку 10 зображена схема ПН електрична принципова.

Рисунок 10 – Схема ПН електрична принципова

Вхідні дані:

Транзистор КТ3107А

=300мВт

=100мА

=45В

Оберемо напругу живлення

Задаємося .

Обираємо з вихідної характеристики транзистора:

при

З вхідних характеристик:

при

Задамося

Розрахуємо R14 :

(26)

R14 С2-23-3,6кОм, Р=0,125Вт, 1%

Розрахуємо R15 :

(27)

R15 С2-23-220Ом, Р=0,125Вт, 1%

тому

Проведемо розрахунок опорів вхідного подільника R12 R13

(28)

(29)

R12 С2-23-3,6кОм, Р=0,125Вт, 1%

R13 С2-23-36кОм, Р=0,125Вт, 1%

Розрахуємо вхідний опір цього каскаду:

(30)

Проведемо розрахунок конденсаторів.

20 2 45 25 3 КТ822А-1 PNP КТ823А1 NPN

- розділові конденсатори.

- блокувальний конденсатор.

; (31)

; (32)

(33)

К21-7-2мкФ ,10%

Аналогічно розрахуємо

(34)

КМ6М47-220нФ ,20%

3.3 Розрахунок підсилювача на ОП

На рисунку 11 зображена схема ПН на ОП електрична принципова.

Рисунок 11 – Схема ПН на ОП електрична принципова

З попередніх розрахунків відомо, що

Для використовуваного підсилювача:

(35)

Задамося R11 100кОм

R10=кОм

R10 С2-23-100кОм, Р=0,125Вт, 1%

R11 СП-3-13-2кОм, Р=0,125Вт, 1%

3.4 Електричний розрахунок первинного перетворювача

Проведемо розрахунок первинного перетворювача за допомогою схеми електричної принципової первинного перетворювача (рисунок 12) .

Loading...

 
 

Цікаве