Контрольная работа по курсу «Силовая электроника» Тема: Расчёт стабилизированного источника напряжения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ПЭл

Контрольная работа по курсу

«Силовая электроника»

Тема: Расчёт стабилизированного источника напряжения.

Выполнил: студент группы

  Проверил: доцент

Рязань 2018

Исходные данные:

Тип	F, Гц	Uвх±10%, В	Ud, В	Id, А	Kст	е, %	t, °С
Непрер	50	12	12-18	0,5	87	0,05	-10/+40

1. Расчёт стабилизатора:

Выбираем микросхему К142ЕН12 представляющую из себя регулируемый стабилизатор положительного напряжения от 1.2 до 37 В. Стабилизатор допускает работу с током нагрузки до 1.5 А.

Рис.1 Компенсационный высоковольтный стабилизатор с регулируемым выходным напряжением

Электрические параметры схемы:

Uос, В	Uпд, В	Kнu, %/В	Iн max, A	Uвых, В	С, мкФ
1,2	3,5	0,02	1,5	1,2-57	10

Рассчитаем входное напряжение:

Uвхmin= Uпд+ Ud max

Uвх min= 24+3,5=27,5 В

Рассчитаем номинальное напряжение:

Uвх min=Uном – 0,1Uном=0,9Uном

       

Из формулы следует, что:

Uном=Uвх min/0,9

Uном=27,5/0,9=30,5 В

Рассчитаем Umax на стабилизаторе:

Umaxст=Uном + 0,1Uном=1,1·Uном

Umaxст=1,1·30,5=33,5 В

Рассчитаем коэффициент стабилизации:

Кст=100/Uвх·Kнu

Кст=100/33,5·0,02=163,9

Рассчитаем коэффициент пульсаций на входе стабилизатора:

евх=Кст·евых

евх=163,9·0,2=32,7%

2. Расчёт делителя напряжения (R1, R2)

Зададим ток делителя равный  Iдел=2 мА

Рассчитаем резистор R1:

R1=Uос/Iдел

R1=1,25/2·10-3=0,625 кОм

Рассчитаем резистор R2:

UR2=Uвхmах– UR1 / Iдел

R2=Uвхmах– UR1 / Iдел

R2=24-1,25/2·10-3=11,375 кОм

Сделаем проверку делителя напряжения:

Uвых mах=(R1+R2)·Iдел

Uвых mах=(0,625+11,375)· 2= 24 В

3. Выбор и расчёт фильтра:

Рассчитаем ёмкость фильтра:

Сф=Iн·Тп / 2·е·Uвых ф= Iн / 2·е·Uвых ф·m·fc

Uвых ф=Uном=20 В

m=2

Сф=0,15/2·0,169·33,5·2·50=0,002=2000 мкФ

Рассчитаем коэффициент А:

       А=р·rвн/m·Rн

       

Rн=14/0,3=46,6 Ом

rвн=10 Ом

А=3,14·10/2·46,6=0,337

Основные параметры схем работающих на ёмкостную нагрузку берём из учебного пособия , «Расчёт источников электропитания устройств связи»:

В≈ 1,13

D≈ 2,08

F≈ 5,4

H≈ 770

Отсюда следует, что: 

Сф=Н/rвн·е

Сф=770/10·0,0169=4556 мкФ

Основные параметры схемы работающие на активно-ёмкостную нагрузку:

U2/U0=B

Из формулы следует, что:

U2=Uном·B

U2=20·1,13=22,6 B

I2/I0=0,707·D

Из формулы следует, что:

I2=Id·0,707·D

I2=0,15·0,707·2,08=0,22 A

Iпр max/I0=0,5·F

                       

Из формулы следует, что:

Iпр max =Id·0,5·F

Iпр max =0,15·0,5·5,4=0,41 A

Uобр VD/U0=1,41·B

                               

Из формулы следует, что:

Uобр VD = Uном·1,41·В

Uобр VD =20·1,41·1,13=31,86 В

Согласно параметрамIпр maxи Uобр VD выбираем выпрямительный диод 1N4001.

Рассчитаем коэффициент трансформации трансформатора:

rвн=10 Ом

Id=0,3 А

Urвн=rвн·Id

Urвн=10·0,15=1,5В

Uхх=U2+Urвн

Uхх=22,6+1,5=24,1 В

n=Uхх/Uвх

n=24,1/220=0,116