диплом создание нового бур. Разработка защищенного бортового накопителя
 Скачать 1.69 Mb.
|
3. технические характеристики.3.1 Разработка структурной схемы. Функциональная схема блока памяти  Структурная схема ЗБН – 1. 3.2 выбор элементной базы защиты от перенапряжения.R1 = 1,3кОм R2 = 6,8кОм R3 = 10Ом R4 = 5,6кОм R5 = 0,5Ом V1 = D816Б V2 = П701А V3 = КУ201Л V4 = КТ202А C1 = 2000мк*50В C2 = 2000мк*50В. Максимальный ток нагрузки равен – 2 А. Характеристики стабилитрона: Д816Б. Мощность рассеяния – 5Вт, Минимальное напряжение стабилизации – 24В, Номинальное напряжение стабилизации – 27В, Максимальное напряжение стабилизации – 29В, Статическое сопротивление Rст = 8Oм, при токе Iст = 150мА, Минимальный ток стабилизации – 10мА, Максимальный ток стабилизации – 190мА, Рабочая температура – (-60…125)градусов. Характеристики транзистора: П701А. Коэффициент передачи тока – от 15 до 60, Граничная частота передачи тока Максимальное постоянное напряжение коллектор – эмиттер – 60В, Максимальное импульсное напряжения коллектор – эмиттер – 50В, Максимальный ток коллектора -500мА. Характеристики тиристора: КУ201Л. Постоянное максимальное обратное напряжение – 300В, Постоянный импульсный ток в открытом состоянии – 30А, Напряжение в открытом состоянии – 2В, Постоянный обратный ток - 5мА, Время включения – 10мкс. Элементная база блока защиты от перенапряжения. 3.3 выбор микроконтроллера.Один из важных узлов радиоэлектронной аппаратуры - стабилизатор напряжения в блоке питания. Еще совсем недавно такие узлы строили на стабилитронах и транзисторах. Общее число элементов стабилизатора было довольно значительным, особенно если от него требовались функции регулирования выходного напряжения, защиты от перегрузки и замыкания выхода, ограничения выходного тока на заданном уровне. С появлением специализированных микросхем ситуация изменилась. Выпускаемые микросхемные стабилизаторы напряжения способны работать в широких пределах выходных напряжения и тока, часто имеют встроенную систему защиты от перегрузки по току и от перегревания - как только температура кристалла микросхемы превысит допустимое значение, происходит ограничение выходного тока. В настоящее время ассортимент отечественных и зарубежных микросхем-стабилизаторов напряжения настолько широк, что ориентироваться в нем стало уже довольно трудно. Помещенные ниже таблицы призваны облегчить предварительный выбор микросхемного стабилизатора для того или иного электронного устройства. В табл. 1 представлен перечень наиболее распространенных на отечественном рынке трехвыводных микросхем линейных стабилизаторов напряжения на фиксированное выходное напряжение и их основные параметры; на рис. 1 упрощенно показан внешний вид приборов, а также указана их цоколевка. В таблицу включены лишь стабилизаторы с выходным напряжением в пределах 5...27 В - в этот интервал укладывается подавляющее большинство случаев радиолюбительской практики. Конструктивное оформление зарубежных приборов может отличаться от показанного на рис. 1.  Следует иметь в виду, что сведения о рассеиваемой мощности при работе микросхемы с теплоотводом в паспортах приборов обычно не указывают, поэтому в табл. 1 и 2 даны некоторые усредненные ее значения, полученные из графиков, имеющихся в документации. Отметим также, что микросхемы одной серии, но на разные значения напряжения, по рассеиваемой мощности могут различаться. Ряд микросхем, изготовляемых в дальнем и ближнем зарубежье, имеют маркировку, не соответствующую российской стандартизированной системе. Так, перед обозначением стабилизаторов групп 78, 79, 78L, 79L, 78M, 79M, перечисленных в таблице, в действительности могут присутствовать одна или две буквы, кодирующие, как правило, фирму-изготовитель. Позади указанных в таблице обозначений также могут быть буквы и цифры, указывающие на те или иные конструктивные или эксплуатационные особенности микросхемы. Более подробная информация о некоторых сериях отечественных микросхемных стабилизаторах помещена в [1-5], а по зарубежным - в [6,7]. Некоторые типы отечественных стабилизаторов имеют оригинальную устоявшуюся цифровую нумерацию выводов (она показана на рис. 1 в скобках). Это произошло оттого, что первоначально микросхемы этих серий выпускали в "микросхемных" корпусах со стандартизированной нумерацией выводов. После того, как было налажено производство в "транзисторных" корпусах, нумерация выводов сохранилась.
прим.1: Была выпущена опытная партия с цоколевкой, соответствующей рис. 1,а. прим.2: Выпускают также разновидности на ток нагрузки до 1 А. Типовая схема включения микросхемных стабилизаторов на фиксированное выходное напряжение показана на рис. 2,а и б. Для всех микросхем емкость входного конденсатора С1 должна быть не менее 2,2 мкФ для керамических или оксидных танталовых и не менее 10 мкФ - для алюминиевых оксидных конденсаторов, а выходного конденсатора С2 - не менее 1 и 10 мкФ соответственно. Некоторые микросхемы допускают и меньшую емкость, но указанные значения гарантируют устойчивую работу любых стабилизаторов. Роль входного может исполнять конденсатор сглаживающего фильтра, если он расположен не далее 70 мм от корпуса микросхемы.  Если требуется нестандартное значение стабилизированного выходного напряжения или плавное его регулирование, удобно использовать специализированные регулируемые микросхемные стабилизаторы, поддерживающие напряжение 1,25 В между выходом и управляющим выводом. Их перечень представлен в табл. 2, а типовая схема включения для стабилизаторов с регулирующим элементом в плюсовом проводе - на рис. 3. Резисторы R1 и R2 образуют внешний регулируемый делитель напряжения, который входит в цепь установки уровня выходного напряжения Uвых, равного Uвых=1,25(1+R2/R1)+Iпот.R2, где Iпот=50...100 мкА - собственный потребляемый ток микросхемы. Число 1,25 в этой формуле - это упомянутое выше напряжение между выходом и управляющим выводом, которое поддерживает стабилизатор в рабочем режиме.  Обратим внимание на то, что, в отличие от стабилизаторов на фиксированное выходное напряжение, регулируемые без нагрузки не работают. Минимальное значение выходного тока маломощных регулируемых стабилизаторов равно 2,5...5 мА и 5...10 мА - мощных. В большинстве случаев применения нагрузкой служит резистивный делитель напряжения R1R2 на рис. 3. По этой схеме можно включать и стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением. Однако, во-первых, потребляемый ими ток значительно больше (2...4 мА) и, во-вторых, он менее стабилен при изменении выходного тока и входного напряжения. По этим причинам максимально возможного коэффициента стабилизации устройства достичь не удастся.
Для снижения уровня пульсаций на выходе, особенно при большем выходном напряжении, рекомендуется включать сглаживающий конденсатор C3 емкостью 10 мкФ и более. К конденсаторам С1 и С2 требования такие же, как и к соответствующим конденсаторам фиксированных стабилизаторов. Если стабилизатор работает при максимальном выходном напряжении, то при случайном замыкании входной цепи или отключении источника питания микросхема оказывается под большим обратным напряжением со стороны нагрузки и может быть выведена из строя. Для защиты микросхемы по выходу в таких ситуациях параллельно ей включают защитный диод VD1. Другой защитный диод - VD2 - защищает микросхему со стороны заряженного конденсатора C3. Диод быстро разряжает этот конденсатор при аварийном замыкании выходной или входной цепи стабилизатора. Заметный недостаток у описанных стабилизаторов один - довольно большое минимально необходимое напряжение между входом и выходом - 2...3 В, однако он с лихвой окупается простотой применения и низкой ценой микросхем. |