Расчёт однотактного каскада усилителя мощности и расчёт схемы управления тиристорным выпрямителем. Расчёт однотактного каскада усилителя мощности 3
![]()
|
ОглавлениеРасчёт однотактного каскада усилителя мощности 3 Задание 3 Исходные данные 3 Расчёт 3 Компьютерное моделирование 8 Расчёт схемы управления тиристорным выпрямителем 12 Задание 12 Исходные данные 12 Расчёт 12 Литература 15 Расчёт однотактного каскада усилителя мощностиЗаданиеРассчитать и выбрать элементы схемы однотактного усилителя мощности. Собрать схему в программе Electronics Workbench, снять характеристику ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Исходные данныеПри расчёте усилителя используются следующие значения: выходная мощность ![]() сопротивление нагрузки ![]() диапазон частот ![]() нижняя граница диапазона частот ![]() коэффициент частотных искажений на нижней частоте ![]() ЭДС источника питания ![]() РасчётСхема однотактного усилителя мощности показана на рисунке 1. ![]() Рисунок 1 – Схема однотактного усилителя мощности Распределение искажений по цепям усилителя: ![]() Если распределить искажения приблизительно равномерно, то: выходной трансформатор ![]() цепь эмиттерной стабилизации ![]() цепь межкаскадной связи ![]() Пусть КПД выходного трансформатора ![]() ![]() При коэффициенте использования транзистора ![]() ![]() Падение напряжения на активном сопротивлении первичной обмотки трансформатора и на сопротивлении в цепи эмиттера: ![]() Наибольшее возможное напряжение на транзисторе: ![]() По максимальной рассеиваемой мощности и максимальному напряжению коллектор-эмиттер выбирается транзистор типа КТ818А [1] с параметрами: максимальное напряжение коллектор-эмиттер, В 40 максимальный ток коллектора, А 10 постоянная рассеиваемая мощность (с теплоотводом), Вт 60 статический коэффициент передачи тока 15 граничная частота коэффициента передачи тока, МГц 3 Проверка по частоте: ![]() Координаты рабочей точки на статических выходных характеристиках транзистора: ![]() ![]() Нагрузочная прямая построена на рисунке 2. ![]() Рисунок 2 – Нагрузочная прямая и построения Остаточное напряжение ![]() ![]() ![]() Амплитуда выходного тока: ![]() Сопротивление нагрузки по переменному току: ![]() Мощность сигнала, отдаваемая транзистором: ![]() Полученное значение мощности меньше требуемого ![]() ![]() ![]() Диапазон изменения тока базы при статическом коэффициенте передачи тока ![]() ![]() ![]() Напряжение на базе: ![]() ![]() ![]() Мощность входного сигнала: ![]() Падение напряжения на резисторе в цепи эмиттера: ![]() Сопротивление резистора в цепи эмиттера: ![]() Ёмкость конденсатора в цепи эмиттера: ![]() Входное сопротивление каскада: ![]() При трансформаторном включении нагрузки каскад охвачен глубокой ООС, что обеспечивает его температурную стабильность, поэтому можно считать, что ![]() ![]() ![]() ![]() Начальный ток базы: ![]() Падение напряжения на ![]() ![]() Падение напряжения на ![]() ![]() Сопротивление ![]() ![]() Коэффициент усиления по мощности: ![]() Коэффициент трансформации выходного трансформатора: ![]() Сопротивление обмоток выходного трансформатора: ![]() ![]() Индуктивность первичной обмотки: ![]() Площадь поверхности охлаждающего радиатора: ![]() Ёмкость разделительного конденсатора: ![]() Компьютерное моделированиеКомпьютерное моделирование выполняется в программе MultiSim. Модель каскада показана на рисунке 3. ![]() Рисунок 3 – Модель усилителя мощности АЧХ усилителя в диапазоне 240 Гц – 15 кГц показана на рисунке 4. Осциллограммы напряжения на входе и выходе при частоте сигнала 500 Гц показаны на рисунке 5. ![]() Рисунок 4 – АЧХ усилителя мощности ![]() Рисунок 5 – Оcциллограммы напряжений Расчёт схемы управления тиристорным выпрямителемЗаданиеВыполнить расчёт схемы управления тиристорным выпрямителем. Исходные данныеПри расчёте усилителя используются следующие значения: ток управления ![]() время включения ![]() РасчётСхема тиристорного выпрямителя показана на рисунке 6. ![]() Рисунок 6 – Тиристорный выпрямитель Для выравнивания управляющих токов тиристоров VS1 и VS2 падение напряжения на ограничивающих резисторах: ![]() Тогда сопротивление ограничивающих резисторов: ![]() Напряжение на конденсаторе: ![]() В этом выражении: ![]() Тогда: ![]() Ёмкость конденсатора из условия разряда на ![]() ![]() ![]() Сопротивление резистора ![]() ![]() Напряжение на резисторе ![]() ![]() ![]() Напряжение стабилизации стабилитрона VD5 выбирается в пределах: ![]() По этому значению выбирается стабилитрон типа 2С191Ц [2] с параметрами: напряжение стабилизации, В 9,1 минимальный ток стабилизации, мА 0,1 максимальный ток стабилизации, мА 14 дифференциальное сопротивление, Ом 50 Сопротивление резистора ![]() ![]() Сопротивление резистора ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Тогда: ![]() Выбор диодов VD1..VD4 выпрямительного моста выполняется по значения прямого тока и обратного напряжения: ![]() ![]() По этим значениями выбирается диод типа 2Д101А [2] с параметрами: средний (длительный) прямой ток, мА 20 максимальный (импульсный) прямой ток, мА 300 длительное обратное напряжение, В 30 максимальное (импульсное) обратное напряжение, В 100 прямое напряжение, В, не более 1 обратный ток, мкА, не более 5 рассеиваемая мощность, Вт 0,7 ЛитератураПолупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник / В.Л. Аронов, А.В. Баюков, А.А. Зайцев и др. Под общ. ред. Н.Н. Горюнова. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 904 с. Полупроводниковые приборы. Диоды выпрямительные, стабилитроны, тиристоры: Справочник / А.Б. Гитцевич, А.А. Зайцев, В.В. Мокряков и др. Под ред. А.В. Голомедова. – М.: Радио и связь, 1988. – 528 с. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Г.С. Найвельт, К.Б.Мазель, Ч.И. Хусаинов и др.; Под ред. Г.С. Найвельта. – М.: Радио и связь, 1985. – 576 с. Электротехника и электроника: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / М.А. Жаворонков, А.В. Кузин. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 400 с. Схемотехника аналоговых электронных устройсств: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В.Н. Павлов. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 228 с. |