Проектирование однофазного мостового выпрямителя

Министерство сельского хозяйства и продовольствия

Республики Беларусь

Учреждение образования

«Белорусский государственный аграрный технический университет»

Курсовая работа

на тему:

Проектирование однофазного мостового выпрямителя

Выполнил студент 1эа группы

3 курса АЭФ

Тарасевич Павел

Минск 2008

Исходные данные

U_н= 20 В

R_н= 100 Ом

U₁= 270 В

В результате расчета:

1. Определить параметры элементов схемы: VD1-VD4

2. Выбрать входной трансформатор по расчетной мощности

В результате моделирования и исследования на ПЭВМ:

1. Создать принципиальную электрическую схему выпрямителя.

2. Уточнить параметры элементов схемы.

3. Получить временные диаграммы для входного и выходного напряжений (зависимость Uвх от времени t и зависимость Uвых от времени t).

Решение задания

Определяем постоянную составляющую выпрямленного тока (ток нагрузки) Iн:

Iн=Uн/Rн= 20В/100 Ом=0,2 A

Определяем действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора U₂:

U₂ = 1.11U_н = 1.11·20 В = 22,2 В

Определяем действующее значение тока, протекающего через вторичную обмотку трансформатора:

I₂=1.11·I_Н=1.11·0,2= 0,222А

Максимальное значение обратного напряжения на закрытом диоде:

U_обр= 1.57·U_н=1.57·20= 31,4 В

Так как ток через диоды протекает полпериода, то среднее значение тока диода равно:

I_пр=0.5·I_н=0.5·0,2=0.1 А

Выбираем диоды по двум параметрам: I_пр и U_обр.max, которые должны быть не менее расчетных значений. Выбираем по справочнику диод КД509A, который имеет I_{пр max}= 100mA, U_обр.max=50В.

Для выбора типового трансформатора определяем расчетную мощность трансформатора:

P_т=1,23·U_нI_н=1,23·20·0,2=4,92 Вт

P_т?10 Вт

Рассчитываем индуктивность катушек обмотки:

L₁=1 Гн

n= vL₁/L₂ => L₂=L₁/n²

L₂=1/12,2²=1,7e-3,0.98 Гн

Создаем принципиальную электрическую схему с помощью программы «Miсrocap» (приложение A).

Получаем временные диаграммы для входного и выходного напряжений (приложение Б).

Приложение А

Приложение Б

Вариант 15

Задание № 2. Расчет стабилизатора напряжения последовательного типа

Исходными данными являются:

1) Выходное напряжение ;

2) Предельное отклонение ;

3) Ток нагрузки;

4) Допустимые относительные изменения входного напряжения

;

5) Коэффициент стабилизации

В результате расчета

1) Выбрать типы используемых транзисторов;

2) Рассчитать параметры элементов схемы;

3) Начертить принципиальную электрическую схему стабилизатора напряжения.

1. Выбираем тип регулирующего транзистора VT1 и его режима:

,

где

- минимальное напряжение между коллектором и эмиттером транзистора T1, при котором его работа не заходит в область насыщения.

Для мощных транзисторов, которые используются в качестве регулирующего элемента, . При расчете принимают .

Находим и максимальную мощность, рассеиваемую на регулирующем транзисторе :

;

Вт;

Выбираем по справочнику [2] транзистор КТ8426, для которого

Вт, ; ;

2. Выбор типа согласующего транзистора VT2 и его режима.

Коллекторный ток транзистора VT2:

где - дополнительный ток, протекающий через резистор . Для маломощных транзисторов, используемых в качестве согласующего элемента, дополнительный ток выбирают в пределах 1-2 mА. Приняв , получим:

.

Определяем максимальные значения напряжения и мощности согласующего транзистора:

;

mBт.

Выбираем по справочнику транзистор типа П307В со следующими параметрами:

3. Рассчитываем сопротивление резистора R₄:

кОм

4. Выбор усилительного транзистора VT3 и его режима

В качестве усилительного транзистора используют маломощные транзисторы. Обычно, из технологических соображений транзисторы VT2, VT3 выбирают одного типа. Выбираем МП15И.

Задаемся напряжением

Определяем опорное напряжение:

.

Для получения такого опорного напряжения используем стабилитрон (по справочнику) типа Д813, у которого

5. Определим значение ограничивающего сопротивления R5:

кОм,

, а I_К3 выбирают в пределах

Из уравнения Кирхгофа

С учетом того, что, получаем .Отсюда находим сопротивление :

кОм,

где

, .

6. Расчет делителей напряжения

Из выражения

где I_дел - ток, протекающий через делитель R6, R7, R8.

Получаем:

Выбираем I_дел из условия:

Примем

.

Зададимся значением R8=1,5кОм, тогда

кОм.

По выражению находим:

7. Выбор конденсаторов

- емкость конденсатора C1, включаемого для предотвращения возбуждения стабилизатора, подбирают экспериментально, C1?0,5…1мкФ;

- емкость конденсатора С2, включение которого к незначительному уменьшению пульсаций выходного напряжения и замкнутому уменьшению выходного сопротивления стабилизатора переменному току, выбирают в пределах 1000…2000 мкФ, выбираем С1=0,5 мкФ, С2=1000 мкФ.

8. Определяем коэффициент стабилизации напряжения:

,

Где

- коэффициент деления напряжения делителя R6, R7, R8;

Если значение K_ст окажется недостаточным, то следует выбрать транзисторы VT2 и VT3 с большим коэффициентом усиления тока h_21Э.