диплом создание нового бур. Разработка защищенного бортового накопителя
 Скачать 1.69 Mb.
|
3.4 Выбор и обоснование функциональной схемы защиты от перенапряжения защищенного блока памяти.3.5 разработка и описание защиты от перенапряжения.Cоставим приблизительную схему компенсационного стабилизатора напряжения (рисунок 10). Данная схема состоит из регулирующего элемента, источника опорного напряжения и усилителя обратной связи. Роль регулирующего элемента играет комплиментарный транзистор (состоит из двух транзисторов VT2 и VT3). Источник опорного напряжения – VD1, R1, R2, VT1. Усилитель обратной связи – R4, VD2, VT4, R5, R6, R7.  Рисунок 10 – Схема стабилизатора с усилителем в цепи обратной связи Определяем наименьшее напряжение на входе стабилизатора  , (3)где  – минимальное напряжение на регулирующем транзисторе VT3.Исходя из того, что VT3 предположительно кремниевый, то выбираем в пределе 2…5 В.Подставляя численные значения в формулу (3), получим  В.Учитывая нестабильность входного напряжения на входе стабилизатора ±10%, находим среднее и максимальное напряжение на входе стабилизатора:  ; (4) . (5)Подставляя численные значения в формулы (4) и (5), получим  В; В.Рассчитываем напряжение коллектор-эмиттер VT3  . (6)Подставляя численные значения в формулу (6), получим  В.Мощность, которая рассеивается на коллекторе транзистора VT3, равняется  . (7)Подставляя численные значения в формулу (7), получим  Вт.По полученным значениям  , Iн, P3 выбираем тип регулирующего транзистора VT3 и выписываем его параметры (таблица 2).Таблица 2 − Параметры транзистора VT3
Определяем ток базы транзистора VT3  , (8)где  – коэффициент передачи тока базы.Подставляя численные значения в формулу (8), получим  А.Определяем напряжение на эмиттерном переходе транзистора VT3 по выходным (рисунок 11) и входной характеристикам (рисунок 12).  Рисунок 11 – Семейство выходных характеристик транзистора КТ817А  Рисунок 12 – Входная характеристика транзистора КТ817А Напряжение на эмиттерном переходе транзистора VT3  В.Определяем начальные данные для выбора транзистора VT2. Рассчитываем напряжение коллектор-эмиттер VT2  . (9)Подставляя численные значения в формулу (9), получим  В.Ток коллектора VT2 состоит из тока базы VT3 и тока потерь, который протекает через резистор R3  . (10)Подставляя численные значения в формулу (10), получим  А = 15,5 мА.Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора VT2, равняется  . (11)Подставляя численные значения в формулу (11), получим  Вт.По полученным значениям  ,  , Р2 выбираем тип транзистора VT2 и выписываем его параметры (таблица 3).Таблица 3 − Параметры транзистора VT2
Рассчитываем ток базы VT2  . (12)Подставляя численные значения в формулу (12), получим  А = 0,23 мА.Находим сопротивление резистора R3  , (13)где  – ток, протекающий через резистор R3.Подставляя численные значения в формулу (13), получим  Ом .Выбираем ближайший по стандарту номинал с учетом рассеиваемой на резисторе мощности:  . (14)Подставляя численные значения в формулу (14), получим  Вт.В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор МЛТ-0,12 51 кОм ± 5%. Источником эталонного напряжения берем параметрический стабилизатор напряжения на кремневом стабилитроне VD2 из расчета[4]:  В. (15)Выбираем тип стабилитрона и выписываем его основные параметры (таблица 4). Таблица 4 − Параметры полупроводникового стабилитрона
Вычисляем сопротивление резистора R4:  . (16)Подставляя численные значения в формулу (16), получим  Ом.Мощность, рассеиваемая на резисторе R4, равняется  . (17)Подставляя численные значения в формулу (17), получим  Вт.В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор МЛТ-0,12 1,8 кОм ± 5%. Определяем начальные данные для выбора транзистора VT4. Рассчитываем напряжение коллектор-эмиттер транзистора  . (18)Подставляя численные значения в формулу (18), получим  В.Задаем ток коллектора VT4 меньшим нежили средний стабилитрона VD2  А.Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора VT4:  . (19)Подставляя численные значения в формулу (19), получим  Вт.По полученным значениям  ,  ,  выбираем тип транзистора и выписываем его параметры (таблица 5)Таблица 5 − Параметры транзистора VT4
Рассчитываем ток базы VT4  . (20)Подставляя численные значения в формулу (20), получим  .Ток последовательно соединенных резисторов R5, R6, R7 берем равным  . (21)Определяем суммарное сопротивление делителя:  Ом. (22)Находим сопротивления резисторов:  Ом; Ом; (23) Ом.В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор R5 МЛТ-0,12 24 кОм ± 5%, резистор R7 типа МЛТ-0,12 51кОм ± 5%. Резистор R6 выбираем СП3-44 0,25 Вт 8,2 кОм. Рабочее напряжение стабилитрона VD1 определяем из соотношения  . (24)Подставляя численные значения в формулу (24), получим  В.Выбираем тип стабилитрона и выписываем его основные параметры (таблица 6). Таблица 6 − Параметры полупроводникового стабилитрона VD1
Вычисляем сопротивление резистора R1:  . (25)Подставляя численные значения в формулу (25), получим  Ом.Мощность, рассеиваемая на резисторе R1, равняется  . (26)Подставляя численные значения в формулу (26), получим  Вт.В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор МЛТ-0,12 680 Ом ± 5%. Определяем начальные данные для выбора транзистора VT1. Рассчитываем ток коллектора транзистора VT1  . (27)Подставляя численные значения в формулу (27), получим  А.Находим напряжение коллектор-эмиттер VT1  , (28)где  – падение напряжения на резисторе R2.Подставляя численные значения в формулу (28), получим  В.Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзисторa VT1,  . (29)Подставляя численные значения в формулу (29), получим  Вт.По полученным значениям  ,  ,  выбираем тип транзистора VT1 и выписываем его параметры (таблица 7)Таблица 7 − Параметры транзистора VT1
Рассчитываем сопротивление резистора R2  . (30)Подставляя численные значения в формулу (30), получим  Ом.Мощность, рассеиваемая на резисторе R2, равняется  . (31)Подставляя численные значения в формулу (31), получим  Вт.В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор МЛТ-0,12 9,1 кОм ± 5%. Определяем ток на входе стабилизатора:  ; (32) А.Определяем коэффициент усиления напряжения усилителя:  , (33)где  – входное сопротивление транзистора VT4, равное 208,3 Ом.Подставляя численные значения в формулу (33), получим  .Рассчитываем величину пульсаций на выходе:  , (34)где  – коэффициент передачи напряжения транзистора, равный 3,84.Подставляя численные значения в формулу (34), получим  В.Рассчитываем коэффициент пульсаций:  . (35)Подставляя численные значения в формулу (35), получим  .Проверяем соответствие рассчитанных параметров заданным условиям:  ; (36)0,35% < 5%. Найденные параметры удовлетворяют заданным условиям. |