Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Застосування
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Інші
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Тема: Застосування та вибір ІМС стабілізаторів напруги
1. Мета роботи:
Отримати навики виборута застосування інтегрованих стабілізаторів напруги для живлення електронних пристроїв.
2. Теоретичні відомості
Цифрові інтегровані схеми і операційні підсилювачі потребують напруги живленя +5, +12, -5і, 12В. Більшість ІМС сереї ТТЛ і КМОН розраховані на роботу з напругою живлення +5В.
Для ТТЛ-мікросхем необхідна досить жорстка стабілізація напруги, зазвичай ± 5% від номінальної напруги живлення Uн. (Діапазон допустимих напруг змінюється від 4,75 до 5,25В).
Зараз широкого використання набули стабілізатори напруги компенсаційного типу в інтегральному виконанні. Вони, окрім, виконання основної функції (стабілізації напруги) забезпечують також захист від короткого замикання в навантаженні, та від перевищення температури корпусу. Такі стабілізатори розміщуються у корпусі звичайних потужних, або мало-потужних транзисторів, а тому їх називають трьох вивідними стабілізаторами напруги.
Випускаються ІМС стабілізаторів як з фіксованою вихідною напругою так і з можливістю її регулювання за допомогою зовнішнього резисторного дільника.
Стабілізатори з фіксованою вихідною напругою мають внутрішній дільник, що забезпечує задання необхіного значення вихідної напруги. Налагоджується вони на велечини стандартного ряду напруг живлення у процесі виробництва.
В універсальних стабілізаторах напруги задання необхідного значення вихідної напруги забезбечується зовнішнім резистивним дільником.
2.1. Застосування ІМС стабілізаторів серії 142
Із вітчизняних ІМС стабілізаторів напруги широкого використання набули ІМС серії 142, параметри яких приведені в табл.1, а типові схеми увімкнення – на рис. 1.
ІМС розраховані на роботу з тепловідводом, до якого кріпляться за фланець гвинтом з гайкою (при конструюванні пристроїв слід мати на увазі, що у таких ІМС фланець має електричний звязок з середнім виводом).
Величина ємностей електричних конденсаторів у схемах вмикання ІМС стабілізаторів повинні бути не меншими за 10 мкф.
Табл.1 Параметри деяких ІМС стабілізатори напруги серії 142
Електричні параметри
КР142
ЕН5А
КР142
ЕН5Б
КР142
ЕН8А
КР142
ЕН8Б
КР142
ЕН8В
КР142
ЕН9А
КР142
ЕН9Б
КР142
ЕН9В
КР142
ЕН12А
Вихідна напруга, В
4,9...
5,1
5,88...
6,12
8,73...
9,27
11,64...
12,36
14,55...
15,45
19,6...
24,48
23,52...
24,48
26,46...
27,54
1,3...
37
Номінальна вихідна напруга, В
5
6
9
12
15
20
24
27
Мінімальне надіння напруги не більше як, В
2,5
3,5
Нестабільність вихідної напруги від змін вихідної напуги % В, не більше, як
0,05
0,01
Нестабільність вихідної напруги від змін вихідного струму, % В, не більше як
2
1
0,2
Параметри граничного режиму
Вхідна напруга,В
7,5...
15
8,5...
15
11,5...
35
14,5...
35
17,5...
35
23...
45
27...
45
30...
45
5...
45
Вихідний струм, А
3
2
1,5
1
Потужність, розсіювана без тепловідводу, Вт
1
Потужність, розсіювана з тепловідводом, Вт
10
9
10
Робочий інтервал температур, 0С
-10...+70
а) ІМС стабілізаторів серії 142 з фіксованою напругою стабілізації
б) ІМС універсального стабілізатора напруги КР142 ЕН12А
Рис.1 – ІМС серії 142 у пластмасовому корпусі та типові схеми їх вмикання.
Універсальний трьохвивідний стабілізатор КР142ЕН12А при використанні у якості резистора R2 резистор змінного опору стає стабілізатором з регульованою вихідною напругою, яка визначається за формулою:
Uвих = Uвих мін (1+ R2/R1) + R2 Iр,
де Uвих min=1,3В;
Ір – струм виводу регулювання ІМС, який необхідно задавати не меншим за 55 мкА.
Конденсатор С2 встановлюється за вихідних напруг, близьких до мінімальної.
При вихідній напрузі, що перевищує 25В, необхідно встановлювати захисні діоди VD1 i VD2 (рекомендується тип КД521А), які забезпечують розряд конденсаторів C2 (VD1, VD2) та С3 (VD1) при замиканні у вхідному колі впрямляча (до стабілізатора), а також С2 (VD2) при замиканні у вихідному колі (у навантаженні).
Необхідно у процесі роботи забезпечувати неперевищення допустимої розсіюваної потужності ІМС.
Величина розсіюваної ІМС потужності:
РІМС=∆U Iн < РІМС доп,
де РІМС доп – допустима потужність, розсіювана ІМС (без тепловідводу або з ним);
Ін – струм навантаження;
Ін = Рн / Uвих
∆U – максимальне падіння напруги на ІМС
∆U = Uвх мах – Uвих
Зазначимо, що величини Uвх мах та Uвх мін обумовлюється з одного боку зниканням напруги на виході випрямляча під навантаженням, а з іншого – допустимими значеннями відхилення напруги мережі від номінальної велечини. При цьому Uвх мін обов`язково повинна перевищувати значення.
Uвх мін ≥ Uвих + UІМС мін ,
де, Uімс мін – мінімально допустиме падіння напруги на ІМС (табл.1)
2.2. Інтегровані стабілізатори серії 78 та 79
На практиці найбільш широко використовуються стабілізатори напруги приведені в таблиці 2. Типові корпуси стабілізаторів приведені на рис.2. Вказані ІМС представляють собою трьох виводні стабілізатори напруги з фіксованою напругою стабілізації.
Таблиця 2. параметри деяких ІМС стабілізаторів серії 78, 79 із фіксованою напругою стабілізації.
Тип стабілізатора
Вихідна напруга, В
Максимальний ихідний струм, А
Тип корпусу (рис.2)
7805
+5
1
а
7905
-5
1
б
7809
+9
1
а
7909
-9
1
б
7812
+12
1
а
7912
-12
1
б
7815
+15
1
а
7915
-15
1
б
78L05
+5
0,1
в
79L05
-5
0,1
г
78L12
+12
0,1
в
79L12
-12
0,1
г
78L15
+15
0,1
в
79L15
-15
0,1
г
78S05
+5
2
а
78S12
+12
2
а
78H05
+5
5
д
78H12
+12
5
д
а) б)
в) г)
д)
Рис.2. Типові корпуси стабілізаторів напруги ІМС серії 78, 79.
2.3. Типовий блок живлення
На рис.3 приведено типовий блок живлення ТТЛ/КМОН – схем з стабілізованою вихідною напругою +5В.
Рис.3 Схема типового блоку живлення для цифрових схем.
І3 понижаючого трансформатора VT змінна напруга U2 подається на мостовий випрямляч VD1-VD4. Напруга на вторинній обмотці U2 становить 9В; після випрямлення на згладжуючому конденсаторі С1 отримаємо постійну напругу приблизно 12В.
Номінальна напруга стабілізатора +5В подається на вихід. Додаткові конденсатори С2, С3 невеликої ємності (не електролітичні) за звичай встановлюють біля виводів стабілізатора. Вони забезпечують ефективну розв`язку на високих частотах і подавляють високочастотну складову, яка може виникати із паразитних монтажних опорів.
3. Завдання
3.1. Задача 1
Вибрати ІМС стабілізатора з фіксованою напругою стабілізації. (див. Табл.1, табл. 2)
Побудувати схему електричну принципову стабілізатора.
Привести розрахунок вибору ІМС стабілізатора напруги.
Вихідні дані варіантів завдань вказані в таблиці 3.
3.2. Задача 2
Для універсального регульованого стабілізатора напруги КР142ЕН12А побудувати схему електричну принципову.
Привести розрахунок вибору ІМС стабілізатора напруги.
Вихідні дані варіантів вказані в таблиці 3.
Таблиця 3. Вихідні дані варіантів завдань.
№ варіанту
ІМС з фіксованою напругою стабілізації
Регульований стабілізатор напруги КР142ЕН12А
Uвих, В
Uвх мін, В
Uвх мах, В
Рн, Вт
Uвих, В
Uвх, мін, В
Uвх, мах, В
Рн, Вт
1
5
9
12
1,0
1,6
6
9
0,4
2
6
10
15
0,8
2,5
6,8
9,8
0,5
3
9
14
17
1,5
3,2
7,6
10,2
0,7
4
12
16
22
1,2
4,5
9
12
0,9
5
15
22
28
1,8
5,6
9
13
1,0
6
20
24
32
2,0
6,2
9,6
13,8
1,0
7
24
28
36
3,5
7,0
11,5
13,8
1,8
8
27
32
40
5,0
7,6
12,2
16,0
1,2
9
-5
8,5
11,5
0,8
8,2
13
18,2
2,0
10
-9
13
18
1,2
9,0
13,2
18,4
0,6
11
-9
14
17
0,8
10
13,8
20,0
1,4
12
-12
16
22
1,2
10,5
14,0
22
2,0
13
-12
15,5
23
1,0
11,2
14,4
23
2,2
14
-15
22
28
1,9
12,0
15,6
23,8
1,8
15
-15
21
27
1,2
12,8
16,4
24,2
1,5
16
-5
9
12
0,45
13,2
17,2
15
0,2
17
5
8,8
12,2
0,4
13,8
18
26
2,2
18
9
15
18
0,8
14,0
19
27
3,0
19
12
16
23
1,0
15
19,6
27,4
3,2
20
15
21
27
1,0
16
20
28
2,4
21
6
11
16
1,2
17
22
32
3,4
22
20
23
33
2,8
17,5
22,5
32
2,8
23
27
34
44
5,2
18
24
35
2,7
24
20
24
34
3,2
25
30
42
5
4. Приклад розрахунку застосування інтегральних стабілізаторів напруги
4.1 Розрахунок застосування ІМС стабілізатора з фіксованою напругою стабілізації.
Вихідні дані:
Напруга на виході Uвих. = 5В;
Мінімальна вихідна напруга Uвх. мін. = 8,8В;
Максимальна вхідна напруга Uвх. мах. = 12В
Потужність навантаження Рн=1Вт;
4.2 Порядок розрахунку
За табл .1 вибираємо ІМС стабілізатора з фіксованим значенням напруги стабілізації типу КР142ЕН5А
Перевіримо можливість застосування вибраної ІМС за напругою:
Uвх. мах. < Uвх. мах. доп.,
де Uвх. мах. доп. – максимально допустима напруга ІМС;
Uвх. мін. – Uвих. > Uімс мін,
де Uімс мін, - мінімально допустиме падіння напруги на ІМС.
Так як:
Uвх мах = 12В < 15В = Uвх мах доп
8,5-5=3,5В > 2,5В = Uімс мін,
то за напругою дана ІМС відповідає умовам завдання.
Перевіримо можливість застосування ІМС КР142ЕН5А за потужністю
Обчислимо струм навантаження:
Ін = Рн / Uн = 1/5 = 0,2А
Визначимо максимальне падіння напуги на ІМС;
∆U = Uвх мах – Uвих = 12 – 5 = 7В
Знаходимо величину розсіюваної ІМС потужності:
Рімс = ∆U Ін < Рімс доп
Рімс = 7• 0,2 = 1,4 Вт < 10Вт
В даному випадку ІМС використовуємо із тепловідводом.
Електрично принципову схему отриманого стабілізатора з фіксованою вихідною напругою наведено на рис. 4.
Рис. 4. Схема електрична принципова стабілізатора напруги на ІМС КР142ЕН5А
4.3 Розрахунок застосування універсального стабілізатора КР142ЕН12А
Вихідні дані:
Напруга на виході Uвих = 8В.
Мінімальна вхідна напруга Uвх мін = 12В.
Максимальна вхідна напруга Uвх мах = 19В.
Потужність навантаження Рн = 1,6 Вт.
4.3.1. Порядок розрахунку
1) Перевіримо можливість застосування ІМС КР142ЕН12А.
Uвх мах < Uвх мах доп,
де Uвх мах доп – максимально допустима напруга ІМС;
Uвх мін – Uвих > Uімс мін,
де Uімс мін – мінімально допустиме падіння напруги на ІМС
Так як:
Uвх мах = 19В < 45В = Uвх мах доп,
12 – 8 = 4В > 3,5В = Uімс мін,
то за напругою дана ІМС відповідає умовам завдання
2) Перевіримо можливість застосування ІМС КР142ЕН12А за потужністю
Визначимо струм навантаження:
Ін = Рн / Uн = 1,6 / 8 = 0,2 А.
Визначимо максимальне падіння напруги на ІМС:
∆U = Uвх мах – Uвих = 19 – 8 = 11В
Знаходимо величину розсіюваної ІМС потужності:
Рімс = ∆U Ін < Рімс доп
Рімс = 11· 0,2 = 2,2 Вт
Оскільки: 1Вт < Рімс = 2,2 Вт < 10Вт,
то за потужністю ІМС відповідає умовам завдання. Використовувати її необхідно з тепловідводом.
3) Універсальний стабілізатор КР142ЕН12А вимагає застосування зовнішнього дільника з двох резисторів.
Побудуємо схему електричну принципову стабілізатора:
Рис. 5. схема електична принципова стабілізатора напруги на ІМС КР142ЕН12А.
Визначаємо величини опорів резисторів дільника R1, R2, що ним задається значення вихідної напруги стабілізатора. Для цього задамося значення струму виводу регулювання ІМС (Ір > 55 мкА)
Ір = 0,1 мА
Задамося опором резистора R1:
R1 = 240 Ом
Величини опорів резисторів дільника R1, R2 зв`язані формулою:
Uвих = Uвих мін (1+ R2/R1) + R2 Iр
Тоді знаходимо R2
Із додатку за табл. 1.1 – 1.3. вибираємо резистори С2-ЗЗ з опром 240 Ом та 1,2кОм відповідно та потужності 0,125Вт .
Вибираємо тип конденсаторів К50-35 на напругу 25В (С1) і 10В (С2)
5.Зміст роботи:
Назва роботи;
Мета роботи;
Розрахунок вибору ІМС стабілізаторів напруги ( задача 1, задача 2);
Схеми електричні принципові стабілізаторів напруги;
Висновки.
Додаток
Резистори
Для резисторів установлено шість рядів номінальних опорів:
Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192. Число, що стоїть після символу Е, визначає кількість номінальних величин у ряду. Кожний ряд задається числовими коефіцієнтами, помноженими на , де n – ціле додатне або від’ємне число. Найбільш поширеними є ряди Е6,Е12,Е24, що подані в таблиці 1.3
Таблиця1 – Ряди номінальних значень
Тип резистора
Діапазон опорів
Номінальна потужність, Вт
1 Ом-3,01 МОм
0,125
МЛТ
1 Ом-5,1 МОм
0,25; 0,5
1 Ом -10 МОм
1; 2
1 Ом - 3 МОм
0,125
1 Ом-5,1 МОм
0,25
С2-33
0,1 Ом-5,1 МОм
0.5
1 Ом - 10 МОм
1
1 Ом - 22 МОм
9
Таблиця1.1 – Постійні резистори
Індекс ряду
Позиції ряду
Допустиме відхилення від номінальної величини, %
Е 6
1,0; 1.5; 2.2; 3.3; 4,7; 6,8
± 20
Е 12
1,0; 1,2; 1.5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4.7; 5.6; 6,8; 8,2
± 10
Е24
1,0; 1,1; 1,2; 1.3; 1,5; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,7; 3,0; 3,3; 3,6; 3,9; 4,3; 4,7; 5,1; 5,6; 6,2; 6,8; 7,5; 8,2; 9,1
±5
Таблиця1.2 – Множники для утворення десяткових часткових та кратних одиниць
Множник 10m
Приставка
Параметр елемента
Опір
Ємність
Назва
Позначення
Назва
Позначення
гіга
гігаом
ГОм
мега
мегаом
МОм
кіло
кілоом
КОм
1
ом
Ом
фарада
Ф
мілі
міліом
мОм
мікро
мікрофарада
мкФ
нано
нанофарада
нФ
піко
пікофарада
пФ
Конденсатори
Для конденсаторів установлено три ряди номінальних ємностей Е6,Е12,Е24(таблиця1.5). Конденсатори виготовляють із номінальними ємностями, що відповідають одному з числових коефіцієнтів, який треба помножити на, де для рядів:
Е6 n=0,1,2,3,4
E12 n=0,2,3,4
E24 n=2,3,4 Таблиця1.3
Ряд
Числові коефіцієнти
Е6
0,01; 0,015; 0,022; 0,033; 0,047; 0,068
Е12
0,01; 0,015; 0,022; 0,033; 0,047; 0,068; 0,012; 0,018; 0,027; 0,039; 0,056; 0,082
Е24
1 1,5 2,2 3,3 4,7 6,8
1,1 1,6 2,4 3,3 5,1 7,5
1,2 1,8 2,7 3,6 5,6 8,2
1,3 2,0 3,0 3,9 6,2 9,1
Таблиця1.4 – Конденсатори постійної ємності
Номінальна напруга, В
Номінальна ємність, мкФ
К 50-7
К 50-35
К 50-18
К10-17
К73-17
6,3
20; 30; 50; 100; 200;500
220000
10
10; 20; ЗО; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000; 5000
100000
16
5; 10; 20; 30; 50;
100; 200; 300; 1000; 2000; 5000
22000 68000 100000
25
2; 5; 10; 20; 30; 50; 100; 200; 5(1); 1000; 2000; 5000
15000 33000 100000
50
2; 5; 10; 20; 30;
50; 100; 200; 500; 1000; 2000
4700 10000 15000 22000
0,001; 0.01; 0.022; 0,056
63
0,22; 0,33; 0,47; 0.68; 1; 1,5; 2.2; 3,3: 4,1
100
0,5; 1; 2,5; 10; 20; 30; 50
2200 4700 10000
160
2; 50; 100; 200;500
1,2; 5; 10; 20
1.5; 2,2
250
10; 20; 50; 100; 200
] 000 4700
0,047; 0,068; 0.1; 0,15; 0,22; 0,33; 0,47;
0,68; 1
300
5; 10; 20; 50; 100; 200
350
10; 20; 50; 100
450
10; 20; 50; 100
30.05.2013 19:05-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора