Регульований компенсаційний стабілізатор напруги (стр. 1 из 6)
Міністерство освіти і науки України
Вінницький національний технічний університет
Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління
Кафедра метрології та промислової автоматики
РЕГУЛЬОВАНИЙ КОМПЕНСАЦІЙНИЙ СТАБІЛІЗАТОР НАПРУГИ
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
з дисципліни “Основи електроніки”
Курсовий проект допущений до захисту
Керівник
к.т.н., доц. Шабатура Ю.В.
Нормоконтролер
ас. Ігнатенко О.Г.
Курсовий проект захищений з оцінкою
Керівник
к.т.н., доц. Шабатура Ю.В.
Студент гр. 1АМ-01
Баковська Н.О.
Вінниця 2003
Міністерство освіти і науки України
Вінницький національний технічний університет
Кафедра метрології та промислової автоматики
ЗАВДАННЯ
на курсовий проект
з дисципліни “Основи електроніки ”
Група 1АМ-01Студент Баковська Н.О.
Дата видання17.09.03 Дата виконання_____________
Затверджена на засіданні кафедри МПА
Протокол № 2 від 16.09 2003р.
Назва курсового проекту“Регульований компенсаційний стабілізатор напруги”
Вихідні даніНомінальна вихідна напруга Uн , В 15
Номінальний струм навантаження Ін , А 5
Коефіцієнт пульсацій Кп , % 0,01
Коефіцієнт стабілізації Кст 100
Зміст графічної частини Креслення схем на форматі А4
Зміст розрахунково-пояснювальної записки Завдання, вступ, теоретичні відомості, розрахункова частина, висновки, література.
Завдання отримав___________________ Баковська Н.О.
Керівник
курсового проекту: ________________ к.т.н., доц. Шабатура Ю.В.
підпис
Зміст
Анотація
Вступ
1 Огляд і аналіз джерел живлення
1.1 Мікросхемні стабілізатори напруги широкого використання
1.2 Інтегральні стабілізатори напруги широкого використання
2 Вибір і аналіз структурної схеми
3 Розробка принципової електричної схеми
4 Розрахунок схеми електричної принципової
4.1 Вихідні дані для розрахунку
4.2 Розрахунок схеми компенсаційного стабілізатора
4.3 Розрахунок схеми захисту компенсаційного стабілізатора від перевантаження
4.4 Розробка схеми компенсаційного стабілізатора напруги на базі ІМС
5 Аналіз і оцінка помилок
Висновок
Список використаної літератури
Анотація
В даному курсовому проекті розглядається регульований компенсаційний стабілізатор напруги. В пояснювальній записці описуються стабілізатори напруги, їх призначення, розглядається сфера їх застосування. Далі проводиться розрахунок схеми електричної принципової, в тому числі розрахунок схеми компенсаційного стабілізатора, розрахунок схеми захисту компенсаційного стабілізатора від перевантаження. В додатках надається схема електрична принципова компенсаційного стабілізатора напруги, схема захисту компенсаційного стабілізатора від перевантаження та схема компенсаційного стабілізатора напруги на базі ІМС.
Вступ
На сьогоднішній день з'являються усе більш складні електронні системи, що використовують як елементну базу новітні напівпровідникові прилади й інтегральні мікросхеми з високим ступенем інтеграції.
Успішний розвиток науки і техніки в рамках жорстокої конкуренції багато в чому обумовлений успіхами електроніки. Важко собі представити яку-небудь галузь виробництва, у якій би в тій або іншій мірі не використовувалися електронні прилади або електронні пристрої автоматики.
Невід'ємною частиною багатьох радіоелектронних і електронних пристроїв є стабілізатори постійної напруги. В одних пристроях вони використовуються як високостабільні джерела живлення, що забезпечують необхідну надійність роботи, в інших - не тільки як джерела живлення, але і як джерела еталонної (зразкової) напруги. Зразкова напруга необхідна в багатьох системах авторегулювання і телеметрії, вимірювальних схемах, схемах перетворення безперервних величин у дискретну форму, у схемах електричного моделювання.
Розвиток напівпровідникової техніки дав можливість одержати прості високостабільні джерела зразкової напруги практично будь-якої потужності.
Напівпровідникові стабілізатори можуть також використовуватися замість акумуляторних і сухих батарей у вимірювальних і повірочних лабораторіях.
Найбільш характерною рисою подальшого науково-технічного прогресу в нашій країні є перехід до цілком автоматизованого виробництва на базі використання електронної техніки.
1. Огляд і аналіз джерел живлення
Основним джерелом живлення електронних пристроїв у даний час є випрямляючі пристрої, що перетворюють змінний струм у струм одного напрямку, який називають випрямленим. Постійна напруга або струм, одержувані від випрямлячів, з різних причин можуть змінюватися, що може порушити нормальну роботу різних пристроїв, живлення яких здійснюється від випрямних пристроїв. Основними причинами нестабільності є зміна напруги мережі і зміна струму навантаження. Для забезпечення постійної напруги на опорі навантаження застосовують стабілізатори напруги.
Стабільність напруги є необхідною умовою правильної роботи багатьох електронних пристроїв. Для стабілізації напруги на навантаженні при коливаннях напруги мережі між електричною мережею і навантаженням ставлять стабілізатори напруги.
Стабілізатором напруги називається пристрій, що підтримує автоматично і з необхідною точністю напругу на навантаженні при зміні дестабілізуючих факторів в обумовлених межах.
Не дивлячись на застосування згладжуючих фільтрів, напруга на опорі (згладжуючих фільтрів) навантаження випрямляча може змінюватися. Це пояснюється тим, що згладжування пульсацій фільтром зменшується тільки змінна складова випрямленої напруги, а величина постійної складової може змінюватися і при коливаннях напруги мережі, і при зміні струму навантаження.
Існує два принципово різних методи стабілізації напруги: параметричний і компенсаційний.
Параметричний оснований на використанні елемента з нелінійною характеристикою (найчастіше в цій ролі виступає стабілітрон). Напруга на стабілітроні на ділянці оборотного електричного пробою майже постійна при значній зміні зворотного струму через прилад.
Компенсаційний стабілізатор напруги. Його сутність полягає в зміні опору регулюючого елемента під дією сигналу негативного зворотного зв'язку, що знімається з навантаження. Як регулюючий елемент використовується біполярний або польовий транзистор. Сутність компенсаційного методу стабілізації зводиться до автоматичного регулювання вихідної напруги.
В компенсаційних стабілізаторах здійснюється порівняння фактичної величини вхідної напруги з її заданою величиною й в залежності від величини і знаку неузгодженості між ними автоматично здійснюється коригувальний вплив на елементи стабілізатора, спрямований на зменшення цієї неузгодженості.
1.1 Мікросхемні стабілізатори напруги широкого використання
Один із важливих вузлів радіоелектронної апаратури - стабілізатор напруги в блоці живлення. Ще зовсім недавно такі вузли будували на стабілітронах і транзисторах. Загальне число елементів стабілізатора було досить значним, особливо якщо були потрібні функції регулювання вихідної напруги, захисту від перевантаження і замикання виходу, обмеження вихідного струму на заданому рівні.
З появою спеціалізованих мікросхем ситуація змінилася. Мікросхемні стабілізатори напруги, що випускаються, здатні працювати в широких межах вихідних напруги і струму, часто мають вбудовану систему захисту від перевантаження по струму і від перегрівання - як тільки температура кристала мікросхеми перевищить допустиме значення, відбувається обмеження вихідного струму.
В даний час асортимент вітчизняних і закордонних мікросхем-стабілізаторів напруги настільки широкий, що орієнтуватися в ньому стало вже досить важко. Поміщені нижче таблиці, призначені полегшити попередній вибір мікросхемного стабілізатора для того або іншого електронного пристрою.
В таблиці 1 представлений перелік найбільш розповсюджених на вітчизняному ринку трьохвивідних мікросхем лінійних стабілізаторів напруги на фіксовану вихідну напругу і їхні основні параметри; на рисунку 1 спрощено показаний зовнішній вигляд приладів, а також зазначена їх цоколівка. У таблицю включені лише стабілізатори з вихідною напругою в межах 5...27 В - у цей інтервал вкладається переважна більшість випадків радіоаматорської практики. Конструктивне оформлення закордонних приладів може відрізнятися від показаного на рисунку 1.
