Розрахунок потужного високовольтного ключа - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Розробка методики розрахунку потужного високовольтного ключа на біполярному транзисторі. Розрахунок підсилювального каскаду, тригеру та імпульсних пристроїв: одновібратора, мультивібратора, генератора лінійно-змінної напруги. Моделювання відповідних схем.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Потужні високовольтні (силові) ключі являються важливим елементом сучасної електроніки. Вони знаходять багато застосувань - майже в усіх пристроях де потребується високошвидкісна комутація великих потужностей (починаючи від елементарного увімкнення лампочки накалювання за допомогою автоматики і закінчуючи складними системами комутації великих потужностей у системах автономного енергопостачання). Силові ключі можуть бути виконанні як схема технічно на різних типах транзисторів чи симісторів, так і у інтегрованому вигляді.
Метою виконання даного курсового проекту є виконання наступних задач:
1. Провести розробку методики розрахунку потужного високовольтного ключа.
2. Виконати повний розрахунок наступних схем: підсилювального каскаду із спільним емітером, автоколивального мультивібратора, одновібратора, генератора напруги що лінійно змінюється та синхронного тригера.
Виконання розрахунку зазначених вище схем передбачає розрахунок всіх параметрів необхідних для нормального функціонування тієї чи іншої схеми, а також результати моделювання, аналіз результатів моделювання та розрахунків.
Ємність розділових конденсаторів Ср1, Ср2
Обираємо стандартне значення Еж=24 (В).
3. По напрузі джерела і початковим даним вибираємо тип транзистора.
Виходячи з умови (3.3), вибирається транзистор.
Оберемо транзистор КТ502В (p-n-р) [8], у якого Екдоп = 60 > 224.
Запишемо необхідні параметри транзистора:
4. Знаходимо тепловий струм колектора за формулою (3.4):
де t0 - початкова температура, приймається для нормальних умов рівною 20 С.
5. Опір в колі бази визначаємо напругою джерела, тепловим струмом і заданою нестабільністю імпульсу за формулою (3.5):
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення RБ = 270 (кОм).
6. Опір в колекторному ланцюзі транзистора VT2 визначаємо за відомим опором в базовому колі і мінімальному для даних умов коефіцієнту підсилення. Для стійкої роботи `дно вібратора при розрахунку повинна виконуватися умова (3.6).
де вmin - коефіцієнт підсилення при мінімальній температурі мінус 50 С. Він складає 60 % середнього значення і визначається за формулою (3.7)
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення RK2 = 5,6 (кОм).
7. Розрахуємо опір в колекторному колі транзистора VT1 за формулою (3.8).
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення RK1= 8,2 (кОм)
8. Визначимо опір в колі емітера за формулою (3.9).
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення Rе = 1,8 (кОм).
9. Розрахуємо опори подільника напруги R1 і R2, що встановлюють величину напруги зсуву на базі VT1 та визначають положення робочої точки транзистора і початковий стан одно вібратора, за формулами (3.10) і (3.11).
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення R1 = 82 (кОм).
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення R2 = 22 (кОм).
10. Ємність конденсатора Сб залежить від багатьох параметрів і визначається за формулою (3.12).
Коефіцієнт Ь визначає співвідношення опорів в ланцюзі колектора транзистора VT1, і визначається за формулою (3.13).
При середньому положенні регулятора напруги коефіцієнт Ь =1.
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення ємності конденсатора базового кола VT2 Сб = 0,75 (нФ).
11. Замикаюча напруга транзистора VT1 визначається за формулою (3.14).
12. Амплітуда напруги запускаючого імпульсу, що подається на вхід транзистора VT1 одновібратора, визначається за формулою (3.15).
де Rг - внутрішній опір генератора запускаючих імпульсів, приймається рівним 0,51 (кОм); Rз - опір запускаючого транзистора у відкритому положенні, приймається рівним 51 (Ом).
Проведемо моделювання отриманої схеми у програмі Orcad. Схема моделювання подана на рисунку 3.1. Результати моделювання подано на рисунку 3.2. Результати розрахунку елементів одновібратора наведено в таблиці 3.1.
Рисунок 3.1 - Схема моделювання схеми одновібратора
Рисунок 3.2 - Результати моделювання схеми одновібратора
Висновки: виконавши по розрахунковим даним схемотехнічне моделювання ми отримали графік, на якому розходження між амплітудою вихідного імпульсу відрізняється від заданої теоретично амплітуди на:
Час спадання фронту вихідного імпульсу від рівня 100% до 10% складає близько 1,8 мкс. Отже можна стверджувати, що розрахунок був зроблений вірно. Похибка має місце через незбігання транзисторів, які використовуються при моделюванні і для яких виконувався розрахунок, і наближеність розрахунків.
Таблиця 3.1 - Результати розрахунку одновібратора
Амплітуда напруги запускаю чого імпульсу
3.2 Розрахунок мультивібратора в автоколивальному режимі
· нестабільність періоду коливань дT =13 (%);
· Частота імпульсів, що генеруються f = 280 (Гц);
· Температура навколишнього середовища tк = 44 (0C).
З довідника [7] для транзистора КТ610А (p-n-p) вибираються його параметри:
1. Розрахуємо напругу джерела живлення за формулою (3.16).
Обираємо стандартне значення Еж=12 (В).
2. Зворотній струм при зміні температури визначимо за формулою (3.17).
де t0 - температура в нормальних умовах роботи, рівна 20 0C..
3. Визначимо опори в базових ланцюгах за формулою (3.18).
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення Rб = 4,7 (МОм).
4. Визначимо опори в колекторних ланцюгах для симетричного мультивібратора за формулою (3.19).
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення RК=91 (кОм).
При симетрії схеми тривалість імпульсу і паузи буде однаковою і рівною половині періоду, тобто
Визначимо ємність базового ланцюга з формулою (3.20)
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення Сб=0,68 (нФ).
5. Визначимо дійсне значення періоду за формулою (3.21).
6. Визначимо значення дійсна частоти за формулою (3.22).
7. Визначимо відносну похибку частоти, що генерується, за формулою (3.23).
Таким чином, розрахункова частота не перевищує допустиме значення відхилення в 13%.
8. При несиметричному мультивібраторі період визначається за формулою (3.24).
Тривалість імпульсу tі1 може бути визначена за формулою (3.25).
Тривалість імпульсу tі2 може бути визначена за формулою (3.26).
Проведемо моделювання отриманої схеми у програмі Orcad. Схема моделювання подана на рисунку 3.3. Результати моделювання подано на рисунку 3.4. Результати розрахунку елементів автоколивального мультивібратора наведено в таблиці 3.2.
Рисунок 3.3 - Схема моделювання мультивібратора
Рисунок 3.4 - Результати моделювання схеми мультивібратора
Таблиця 3.2 - Результати розрахунку мультивібратора
Висновки: виконавши по розрахунковим даним схемотехнічне моделювання ми отримали графік, який дещо відрізняється від теоретичного. Розходження між частотою отриманою на графіку і заданою частотою складає:
Отже можна стверджувати, що розрахунок був зроблений вірно. Похибка має місце через незбігання транзисторів, які використовуються при моделюванні і для яких виконувався розрахунок, і наближеність розрахунків.
· Тип операційного підсилювача - К544УД1Б
Розрахунок схеми (рис. 3.5) проводиться в наступному порядку.
Рисунок 3.5 - Схема ГЛЗН на операційних підсилювачах
Для даного операційного підсилювача:
1. Розрахуємо величину вихідної напруги за формулою (3.27).
2. Приймаючи тривалість паузи, рівну тривалості негативної (зворотньої) напруги визначимо постійну часу еквівалентного кола за формулою (3.28)
3. Внаслідок того, що еквівалентний опір повинен бути більше вихідного опору ОП, розраховується значення Rэкв з наступних умов: Rэкв = (); Rэкв > RнminОП = 2 кОм. Приймається Rэкв = 5 кОм.
4. Визначаємо ємність інтегруючого конденсатора за формулою (3.29).
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення С=3,9 (мкФ).
5. З умови отримання інтервалу tроб = tі3 = 22 (мс) знаходиться постійна часу за формулою (3.30).
6. Визначаємо опір резистора R2 за формулою (3.31).
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення R2=13 (кОм).
7. Розраховуємо опір резистора R1 за формулою (3.32).
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення R1=8,2 (кОм)
8. Для виключення впливу ланцюга R3 - R4 на постійну часу перезаряду конденсатора С, вибирається опір резистора R3 з умови R3 >> R2. Приймаємо R3 = 2 (МОм).
9. Визначимо опір резистора R4 за формулою (3.33).
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення R4=510 (кОм)
10. Діод VD може бути будь-якого типу із зворотною напругою більшою, ніж 2Еогр. Перевага повинна бути віддана діодам з меншим прямим падінням напруги. Вибираємо діод типу КД522В.
Проведемо моделювання отриманої схеми у програмі Workbench. Схема моделювання подана на рисунку 3.6. Результати моделювання подано на рисунку 3.7. Результати розрахунку елементів ГЛЗН наведено в таблиці 2.3.
Рисунок 3.6 - Схема моделювання ГЛЗН
Рисунок 3.7 - Результати моделювання схеми ГЛЗН
Таблиця 3.3 - Результати розрахунку ГЛЗН
Висновки: в результаті моделювання ми отримали графік, на якому розбіжність між робочим фронтом імпульсу ГЛЗН і заданим в завданні складає:
Отже можна стверджувати, що розрахунок був зроблений вірно. Похибка має місце через незбігання ОП, які використовуються при моделюванні і для яких виконувався розрахунок, і наближеність розрахунків.
2. Тип транзистора вибирається з умов (4.2).
Виберемо транзистор типу КТ502В (p-n-p) [7], параметри якого наступні:
3. Визначимо опір в колекторному колі за формулою (4.3).
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення Rк=910 (Ом)
4. Визначимо величини прискорюючих ємностей за формулою (4.4).
де - постійна часу коефіцієнта посилення струму емітера, яка визначається співвідношенням (4.5).
Підставляючи в (3.4) довідкові і розраховані раніше величини, отримаємо розрахункові значення прискорюючих конденсаторів.
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення С=510 (пФ)
5. Визначаємо опір в колі бази за формулою (4.6)
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення Rб=8,2 (кОм)
6. Визначаємо напругу зсуву за формулою (4.7)
7. Опір зв'язку Rс визначається шляхом сумісного рішення рівнянь (4.8) -(4.10).
З ряду Е24 приймається найближче стандартне значення Rс=47 (кОм)
Проведемо моделювання отриманої схеми у програмі Orcad. Результати моделювання подано на рисунку 4.2. Результати розрахунку елементів тригера наведено в таблиці 4.1.
Рисунок 4.1 - Схема моделювання симетричного тригера
Рисунок 4.2 - Результати моделювання схеми симетричного тригера
Таблиця 4.1 - Результати розрахунку тригера
Висновки: виконавши по розрахунковим даним схемотехнічне моделювання ми отримали графік, в якому мають місце спотворення, але його форма і амплітуда відповідають заданим. Амплітуда логічної одиниці складає 16,259 В, що лише на 0,259 В більше за задану. Розбіжності можна пояснити округленнями під час обчислень, використанням при моделюванні не тих транзисторів для яких проводився розрахунок.
В результаті виконання курсової роботи було розглянуто основну інформацію по потужним високовольтним ключам та розроблено методику їх розрахунку.
Також проведено розрахунок підсилювального каскаду, тригеру та імпульсних пристроїв: одновібратора, мультивібратора та генератора лінійно-змінної напруги. Для всіх розрахованих схем було проведено моделювання у програмах «Orcad» та «Electronics Workbench».
В результаті моделювання було виявлено деякі розбіжності між очікуваними і отриманими результатами, але ці розбіжності лежать в допустимих межах. Це свідчить про досить точний розрахунок параметрів, які забезпечили нормальне функціонування схем при моделюванні.
1. В.Г. Гусев, Ю.М.Гусев. Электроника. Москва, “Высшая школа”, 1991
2. Сенько В.І. Електроніка і мікросхемотехніка
3. Олександренко А.Г.Шатурик І.Н Мікросхемотехніка - М.: Радио, 1982
4. Голденберг Л.М .Импульсние устройство - М.: Радио и связь, 1981
5. СтепаненкоИ. П .Основи мікроелектріки - М.: Сов радио ,1980
6. Павлов С М . Схемотехніка (імпульсна техніка) Вінниця ВНТУ, 1998
7. Аксенов А.И. Элементы схем бытовой радиоаппаратуры. Диоды. Транзисторы: Справочник / А.И. Аксенов, А.В. Нефедов, А.М. Юшин. - М.: Радио и связь, 1992 г.
8. О.П. Григорьев, Транзисторы: Справочник / О.П. Григорьев, В.Я. Замятин - М.: Радио и связь, 1989.
9. Ицхоки Я.С. Импульсные и цифровые устройства / Ицхоки Я.С., Овчинников Н.И. - М.: «Советское радио», 1972 - 592 с.
10. Гейтенко Е.Н. Источники вторичного єлектропитания. Схемотехніка и расчет / Гейтенко Е.Н. - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2008 - 448 с.
Схемотехніка двотактних ключів. Розрахунок мультивібратора в автоколивальному режимі. Схеми підсилювального каскаду із спільним емітером, автоколивального мультивібратора, одновібратора, генератора напруги, що лінійно змінюється та синхронного тригера. курсовая работа [1006,6 K], добавлен 10.01.2015
Розробка методики розрахунку активного фільтра нижніх та верхніх частот. Порядок визначення підсилювального каскаду та генераторів імпульсних сигналів. Розрахунок мультивібратора в автоколивальному режимі. Схема моделювання симетричного тригера. курсовая работа [707,1 K], добавлен 30.12.2014
Огляд схемотехніки електронних ключів на польових транзисторах. Розрахунок підсилювального каскаду із спільним емітером, автоколивального мультивібратора, генератора напруги, синхронного тригера. Знаходження теплового струму колектора. Вибір транзистора. курсовая работа [656,0 K], добавлен 10.01.2015
Вибір схеми підсилювача. Розрахунок каскаду підсилення на біполярному транзисторі. Графоаналітичний розрахунок робочого режиму. Схема каскаду підсилення для підсилення малих сигналів без спотворень. Параметри транзистора та кола зміщення каскаду. контрольная работа [2,2 M], добавлен 22.10.2010
Розрахунок каскаду попереднього підсилення на біполярному транзисторі. Характеристика роботи підсилювальних каскадів на операційних підсилювачах. Схемотехніка підсилювачів потужностей звукових частот. Знаходження величини допустимого струму колектора. контрольная работа [393,2 K], добавлен 24.10.2014
Проектування керованого трифазного випрямляча електричного струму, його силової частини. Розробка схеми імпульсно-фазового керування: розрахунок вихідного каскаду, фазозсувного ланцюга, генератора напруги, компаратора, диференціюючої ланки, одновібратора. курсовая работа [166,1 K], добавлен 22.12.2010
Підсилення електричних сигналів як один з видів перетворення електромагнітної енергії. Основні технічні показники підсилювача потужності. Розробка методики розрахунку для двотактного трансформатора. Розрахунок мультивібратора в автоколивальному режимі. курсовая работа [606,6 K], добавлен 29.12.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Розрахунок потужного високовольтного ключа курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Гдз 8 Класс Физика Перышкин Контрольная Работа
Реферат На Тему Загрязнение Биосферы
Реферат На Тему Системы Питания Двигателя
Видение Корпоративной Культуры В Будущем Эссе
Реферат по теме Защита рабочих и служащих объекта в чрезвычайных ситуациях
Реферат: Сергей Райченко «истоки сокровенной психологии»
Сочинение Рассуждение Владимира Мономаха
Дипломная работа: Международный туризм как экономическая составляющая региональной политики
Вывод Сочинения На Тему Раскаяние
Биология Крахмал Лабораторная Работа
Реферат по теме Валовой доход коммерческого предприятия
Гиподинамия: основные понятия, изменения в организме человека. Физическая культура как средство борьбы с гиподинамией.
Курсовая работа: Организация управления коммерческой деятельностью на предприятии
Учебное пособие: Методический комплекс по дисциплине социология для студентов заочного факультета Кемерово 2000
Реферат: Учебно-методический комплекс Основы аудита
Сочинение На Тему Природа Родного Края
Курсовая Расследование Использования Рабского Труда
Дипломная работа: Территориальные основы местного самоуправления
Ценообразование И Денежное Обращение Реферат
Дипломная работа: Бухгалтерский баланс: назначение, принципы построения, техника составления. На материале организации. Скачать бесплатно и без регистрации
Жестокое обращение с животными - Государство и право курсовая работа
Параметры проведения геофизических работ - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа
Акционерные общества в Республике Беларусь - Государство и право курсовая работа