Разработка источника питания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФИЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ КИБЕРНЕТИКИ, ИНФОРМАТИКИ И СВЯЗИ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Электротехника и электроника»

на тему «Разработка источника питания»

Выполнил: ст. гр. ______________

Проверил: ст. преп. каф.

______________________________

Тюмень

2015

СОДЕРЖАНИЕ

Задание и исходные данные        3

Расчет и выбор элементов стабилизатора напряжения        3

Расчет элементов сглаживающего фильтра        4

Выбор диодов выпрямителя        5

Расчет силового трансформатора        6

Приложение 1        7

Задание и исходные данные

Таблица задания согласно варианту:

[pic 1]

Структурная схема блока питания:

[pic 2]

Произвести расчет и выбор элементов узлов источника питания представленного на схеме.

Расчет и выбор элементов стабилизатора напряжения

Электрическая схема стабилизатора напряжения:

[pic 3]

1. Определение выходного напряжения Uв:

[pic 4]

2. Расчет максимальной мощности регулирующего транзистора VT:

[pic 5]

3. Выбираем регулирующий транзистор VT из условий:

[pic 6]

Pк.доп – максимально допустимая мощность рассеяния на коллекторе;

Uкэ.доп – максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер;

Iк.доп – максимально допустимый ток коллектора.

По рассчитанным значениям Uв, Pк.макс и заданному Iн выбираем регулирующий
p-n-p -транзистор VT  со следующими параметрами:

Тип: КТ814А

Uкэ.доп = 40 В;

Iк.доп = 1,5 А;

Pк.доп = 10 Вт (с теплоотводом).

4. Расчет максимально допустимого тока базы Iб регулирующего транзистора VT:

[pic 7]

где h21.мин = 40 – минимальный коэффициент передачи по току для выбранного транзистора.

5. Выбор подходящего стабилитрона VD. Напряжение стабилизации стабилитрона Uст должно быть равно выходному напряжению стабилизатора Uн, а значение максимального тока стабилизации Iст.макс должно превышать максимальный ток базы Iб.макс:

[pic 8]

Подходящий по условиям стабилитрон со следующими параметрами:

Тип: Д814Д

Uст = 11,5…14 В при Iст = 5 мА;

Iст.макс = 24 мА;

rст = 18 Ом.

6. Расчет сопротивления балластного резистора R параметрического стабилизатора, включающего стабилитрон VD:

[pic 9]

7. Расчет мощности рассеяния резистора R:

[pic 10]

8. По справочнику выбираем тип резистора R:

МЛТ 0,125 130 Ом ± 10%.

9. Расчет коэффициента стабилизации Kст стабилизатора напряжения:

[pic 11]

10. Расчет выходного сопротивления стабилизатора напряжения:

[pic 12]

Расчет элементов сглаживающего фильтра

Схема сглаживающего фильтра:

[pic 13]

1. Емкости фильтра Cф1, Cф2 определяются согласно выражению:

[pic 14]

где:

f = 50 Гц – частота питающего напряжения первичной сети с напряжением U1 = 220 В;

q = 0,1 – выбранный коэффициент пульсаций сглаживающего фильтра из диапазона 0,05…0,5;

Rн = Uн/Iн – сопротивление нагрузки при котором устанавливается заданный номинальный ток при заданном номинальном напряжении выпрямителя.