Рисунок 3- Обобщенная схема фильтра нижних частот четвертого порядка
Так как мы имеем полиномиальный фильтр четного порядка, то передаточную функцию можно записать в виде произведения:

(1.15)

где и безразмерные коэффициенты.

Из таблицы 3.2 [4] выписываем значения коэффициентов для заданной неравномерности АЧХ, дБ, в полосе пропускания:

(1.16)

Рассчитываем величины элементов, входящих в схему:

[мкФ], где [Гц] (1.17)

мкФ

Ф (1.18)

(1.19)

(1.20)
Ф

Ф (1.21)

(1.22)

(1.23)

Полученные величины округляем до номинальных значений из ряда Е6 (конденсаторы) и Е24 (резисторы):

(1.24)

Для активного фильтра так же выбираем ОУ К140УД6

1.5. Выбор схемы и параметров усилителя мощности

В реальных промышленных электронных схемах актуальной является задача получения максимальной мощности полезного сигнала в нагрузочном устройстве, в качестве которого может выступать обмотки электродвигателей, реле, громкоговорителей и другие элементы электрических цепей. Каскады усиления, которые решают эту задачу называют усилителями мощности (УМ).

---

Получение заданной мощности в нагрузке обеспечивается соответствующим выбором схемы и активного прибора УМ. Наибольшее распространение для получения мощностей свыше 1 Вт получили двухтактные схемы, как имеющие больший КПД, хотя проигрывающие однотактным схемам по линейности. Поэтому современные УМ строят, как правило, по бестрансформаторным двухтактным схемам. При таком построении УМ состоит из двух частей: предварительного каскада на ОУ обеспечивающего усиление по напряжению и оконечного каскада на мощных транзисторах. обеспечивающего усиление по току. Существует ряд типов ОУ которые в своей структуре уже содержат как каскады предварительного усиления так и выходной каскад на мощных транзисторах.

Определим требования к ОУ усилителя мощности по формулам 1.11-1.14:



Кроме того ОУ должен обеспечивать заданный ток в нагрузке, А и иметь достаточную допустимую рассеиваемую мощность.

Выбираем ОУ РА16 параметрами:



Диапазон напряжений питания этого ОУ составляет от 7 до 19 Вольт, выходной ток до 1А, рассеиваемая мощность без теплоотвода до 3,6 Вт. Схема УМ на ОУ РА16 приведена на рисунке 4.

Задавшись величиной кОм определяем величину :

кОм (1.25)

Определяем напряжение питания УМ:

В

Среднее значение тока, потребляемого УМ от источника питания:

А (1.26)

где - собственный ток потребления ОУ.

Определяем величины R4, R5:

Ом (1.27)




Рисунок 4 – Инвертирующее включение ОУ РА16


Полученную величину округляем до номинального значения из ряда Е24: Ом
1.6. Расчет теплового режима и расчет радиатора.

---

Определяем максимальную тепловую мощность, выделяемую внутри корпуса ОУ:

Вт (1.28)

Так как допустимая мощность рассеяния ОУ РА16 без радиатора Вт, то условие выполняется и применение внешнего теплоотвода не требуется.

2. Проектирование блока питания
2.1 Определение исходных данных и выбор схемы

Целью расчета является определение токов и напряжений трансформатора, его мощности, выбор диодов, определение емкости конденсатора фильтра.

Исходными данными для расчета являются:

- постоянное напряжение на выходе выпрямителя

- ток на выходе выпрямителя;

- сетевое напряжение;

- частота питающей сети;

- коэффициент пульсаций.

В так как это напряжение необходимое для питания УМ, а особых требований к питанию ОУ входного каскада и активного фильтра не предъявляется, и ОУ типа К140УД6 допускают питание таким напряжением.

(2.1)

где – токи , потребляемые входным каскадом, активным фильтром и усилителем мощности.

Во входном каскаде и активном фильтре применены ОУ типа К140УД6, потребление которых составляет 3мА, потребление усилителя мощности определено формулой 1.27,тогда и:

А

С целью упрощения дальнейших расчетов принимаем А.

В

Гц

=4%

Применим мостовой выпрямитель со средней точкой и мостовым фильтром, рисунок 5.

---

Рисунок 5 – Схема выпрямителя

2.2 Расчет выпрямителя
Рассчитаем среднее значение выпрямленного тока вентиля:

А (2.2)

Определяем внутреннее сопротивление вентиля:

Ом (2.3)

Определяем внутреннее сопротивление обмоток трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке:

Ом (2.5)

где расчетный коэффициент схемы мостового

выпрямителя со средней точкой;

А/мм² – плотность тока в обмотках;

Тл – индукция магнитного поля в сердечнике.

Определяем основной расчетный коэффициент:

Ом (2.6)

По графикам (рис. 4.6 [4]) определяем вспомогательные коэффициенты B, D, F:



Определяем обратное напряжение на вентиле:

В (2.7)

Амплитудное значение тока вентиля:

А (2.8)

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора:

В (2.9)

Ток вторичной обмотке трансформатора:

А (2.10)

Действующее значение тока через вентиль:

А (2.11)

Габаритная мощность трансформатора:

Вт (2.12)

Из справочника выбираем диоды, которые по своим параметрам превосходят расчетные значения – однофазный мост 2Ц412А ( А, В).
Определяем емкость конденсатора фильтра:

---

мкФ (2.13)

Выбираем из стандартного ряда - 6800 мкФ
2.3 Расчет трансформатора

Для выбора магнитопровода необходимо найти произведение площадей поперечного сечения стали магнитопровода и окна для размещения обмоток:

см⁴ (2.14)

где - коэффициент полезного действия трансформатора;

- коэффициент заполнения окна медью;

- коэффициент заполнения поперечного сечения сердечника сталью.

По таблице 3.2[4] выбираем броневой ленточный сердечник ШЛ12Х20, у которого см⁴, см², см², рис. 6.

Рисунок 6 – Ленточный магнитопровод типоразмера ШЛ12х20.
Определяем число витков в первичной обмотке:

вит (2.15)

где - потери напряжения в первичной обмотке (определяются

по рис.3.8 [4])

Определяем число витков во вторичной обмотке:

вит (2.16)

где - потери напряжения во вторичной обмотке (определяются по рис. 3.8[4])

Диаметр провода вторичной обмотки без учета толщины изоляции:

мм (2.17)

Ток в первичной обмотке:

А (2.18)

Диаметр провода первичной обмотки без учета толщины изоляции:

мм (2.19)

Полученные диаметры проводов округляем до ближайших стандартных по таблице 4.3[4]:



Выбираем провода: первичной обмотки – ПЭВ-2-0.22мм, вторичной - ПЭВ-2-0,57мм.

---

Смотрите также файлы

• Правовое регулирование антикоррупционной деятельности.pdf

• Курсовая работа Написание программы для шифрования текста с помощью шифра Уитстона.docx

• Various animals have been reintroduced including the whitetailed sea eagle.docx

• Синергия Страхование Ответы по тестам. 51 ответов на вопросы. На отлично (95 из 100).pdf

• Дата наблюдения уроказанятия Класс Предмет Тема Педагог Наблюдатель Элементы наблюдения.docx