Електричний розрахунок підсилювача потужності

 

Електричний розрахунок виконуємо за допомогою електричної принципової схеми , яка зображена на рисунку 9.

 

Рисунок 9 – Схема ПП електрична принципова

 

Вхідні дані:

Транзистори 2Т818Б, 2Т817Б.

 

=100Вт

=15А

=60В

U_мах =30 В

Р_вх=300мВт

Р_вих=180Вт

 

Оберемо напругу живлення

Задаємося

 

З вихідних характеристик транзисторів:

 

 при

 

З вхідних характеристик:

 

 при  та

 

Задамося

 

тому

 

Проведемо розрахунок опорів вхідного подільника R₁₈ R₁₆

 

(22)

 (23)

 

Оберемо стандартні опори:

R₁₈   С2-23-36Ом, Р=0,125Вт, 1%

R₁₆  С2-23-36Ом, Р=0,125Вт, 1%

 (24)

R₁₇ С2-23-7,2Ом, Р=0,125Вт, 1%

 

R₁₇ має невелике значення і переважно при змінному струмі вважають бази обох транзисторів з’єднаними.

Розрахуємо вхідний опір цього каскаду:

 

     (25)

Ом – додатковий опір.

R₁₉   С2-23-100Ом, Р=0,125Вт, 1%

 

Розрахунок підсилювача напруги

На рисунку 10 зображена схема ПН електрична принципова.

 

Рисунок 10 – Схема ПН електрична принципова

Вхідні дані:

Транзистор КТ3107А

 

=300мВт

=100мА

=45В

 

Оберемо напругу живлення

 

Задаємося .

 

Обираємо з вихідної характеристики транзистора:

 

 при

 

З вхідних характеристик:

 

 при

Задамося

 

Розрахуємо R₁₄ :

 

  (26)

 

R₁₄   С2-23-3,6кОм, Р=0,125Вт, 1%

Розрахуємо R₁₅ :

 

       (27)

R₁₅  С2-23-220Ом, Р=0,125Вт, 1%

тому

 

Проведемо розрахунок опорів вхідного подільника R₁₂ R₁₃

 

     (28)

        (29)

R₁₂   С2-23-3,6кОм, Р=0,125Вт, 1%

R₁₃   С2-23-36кОм, Р=0,125Вт, 1%

 

Розрахуємо вхідний опір цього каскаду:

 

   (30)

 

Проведемо розрахунок конденсаторів.

 - розділові конденсатори.

 - блокувальний конденсатор.

 

 ;       (31)

;     (32)

       (33)

К21-7-2мкФ , 10%

 

Аналогічно розрахуємо

 

    (34)

КМ6М47-220нФ , 20%

 

Розрахунок підсилювача на ОП

 

На рисунку 11 зображена схема ПН на ОП електрична принципова.

Рисунок 11 – Схема ПН на ОП електрична принципова

 

З попередніх розрахунків відомо, що

Для використовуваного підсилювача:

 

    (35)

 

Задамося R₁₁   100кОм

 

R₁₀= кОм

R₁₀ С2-23-100кОм, Р=0,125Вт, 1%

R₁₁ СП-3-13-2кОм, Р=0,125Вт, 1%

 

Електричний розрахунок первинного перетворювача

 

Проведемо розрахунок первинного перетворювача за допомогою схеми  електричної принципової первинного перетворювача (рисунок 12) .

Рисунок 12 – Схема первинного перетворювача електрична принципова

 

Проведемо розрахунок опорів суматора, тобто ОП з диференційним входом. Такий суматор повинен виконує віднімання напруг на виході мостової схеми. Саме тому для нього вірні наступні вимоги:

R₇ = R₈ та R₆ = R_9.

Таким чином задамося опорами так:

 

R₇ = R₈ =1кОм

R₆ = R₉ = 1кОм.

R₆   С2-23-1кОм, Р=0,125Вт, 1%

R₇   С2-23-1кОм, Р=0,125Вт, 1%

R₈   С2-23-1кОм, Р=0,125Вт, 1%

R₉   С2-23-1кОм, Р=0,125Вт, 1%

 

З попередніх розрахунків відомо:

 

L₁ =1мкГн...1мГн.

L₂ =1мГн.

 

Оскільки для зрівноваженого моста R₄ = R₅  .

Таким чином задавшись R₄ = R₅ =1кОм проведено вибір усіх елементів

схеми.

R₄   С2-23-1кОм, Р=0,125Вт, 1%

R₅   С2-23-1кОм, Р=0,125Вт, 1%

L₂           LP183-1мГн

L₁           LPТ220-1мкГн-1мГн

 

Електричний розрахунок перетворювача

 

На рисунку 13 зображена схема АМВ електрична принципова.

 

Рисунок 13 – Схема АМВ електрична принципова

 

Розрахуємо опір.

Вхідні данні:

Частота модуляції f_max= 100кГц

U_max=5В

Визначимо напругу живлення за заданою амплітудою вихідних імпульсів:

 

=(1,2…1,4) =6…7В.

 

Оберемо =12В.

Оскільки частота f= 100кГц, задавшись ємністю конденсатора С₁=1000пФ розрахуємо значення резистора R₁:

 

  (36)

R₁        С2-23-8,2 кОм, Р=0,125Вт,

 

А також конденсатор:

 

С₁            КМ6М47-1000пФ , 20%

 

Проведемо розрахунок опорів R₂ R₃ :

Оскільки на виході операційного підсилювача необхідно забезпечити рівень напруги 5 В, то коефіцієнт підсилення , а отже R₂=R₃, то задамося:

 

R₃       С2-23-1кОм, Р=0,125Вт, 1%

R₂       С2-23-1кОм, Р=0,125Вт, 1%

 

Визначення похибки

 

Основна неточність може виникнути в зв’язку з неідеальністю ОП.

 

Оскільки , , .

Ом, Ом.

R₁₁=100кОм R₁₀=1,01кОм

Реальний коефіцієнт підсилення реального ОП можна визначити за формулою:

 

     (37)

 

Визначимо похибку:

 

.       (38)

 

Значення реальної похибки 0,3%, що не перевищує значену допустиму похибку 1%. Отже, можна зробити висновок, що розрахунок зроблений з задовільною точністю.

Моделювання одного з вузлів

 

Проведемо моделювання одного з вузлів перетворювача з метою впевнитись у його працездатності. Проведемо моделювання підсилювача напруги (рисунок 14). Підставимо всі обрані вище номінали. На вхід підсилювача подаємо імпульси прямокутної форми (рисунок 15) . Напруга вхідного сигналу складає 1мВ.

 

Рисунок 14 – Підсилювач напруги

 

Рисунок 15 – Амплітуда вихідної напруги при К=100

 

 

Висновки

 

В курсовому проекті докладно були описані головна мета, основне призначення та області застосування перетворювача індуктивність-напруга. Також була розглянута поетапна розробка та розрахунок кожного з елементів схеми, приведені структурні схеми окремих каскадів, моделювання одного з вузлів та визначено значення похибки.

Нещодавно конструктори відносилися з упередженням до індуктивних датчиків, вважаючи, що схеми з індуктивними датчиками не забезпечують ні достатньої точності, ні стабільності роботи приладів. Вважалося обов'язковим для одержання стійкого сигналу на виході індуктивного датчика подавати на нього напругою високої частоти, що досягає сотень кілогерц, а іноді навіть десятків мегагерц. Наявність такої високої частоти у свою чергу приводило до втрат у паразитних індуктивностях, сполучних проводах і т.п. Для того щоб підвищити амплітуду сигналу, що знімається з індуктивного датчика, і поліпшити стабільність показань, деякі автори розробок застосовували в першому каскаді підсилювача електрометричні лампи, що допускають включення сотень мегом у ланцюг керуючої сітки і т.д., однак усі ці міри мало поліпшували стабільність систем з індуктивними датчиками й у той же час значно ускладнювали конструкцію приладів.

Проведені в даний час роботи показали, що причина нестабільності роботи систем з індуктивними датчиками лежить у неправильному підході конструкторів до проектування датчиків, зокрема, у неправильному розташуванні ізолюючих елементів конструкції, нестабільність властивостей яких і приводить до помилок у роботі систем. Ці труднощі виявилися переборними, і вже створені прилади з індуктивними датчиками, що забезпечують високі точності і стабільність роботи, що витримують важкі режими експлуатації. В даний час установлено, що індуктивні датчики володіють цілим колом переваг у порівнянні з іншими датчиками. До їхніх достоїнств відносяться:

- необхідність дуже малих зусиль для переміщення рухливої частини;

-мале споживання енергії;

-простота виготовлення;

-використання дешевих матеріалів;

-висока точність і стабільність роботи систем з індуктивними датчиками;

-можливість широкого регулювання приладів з деякими типами індуктивних датчиків.

До недоліків індуктивних перетворювачів варто віднести залежність точності від температури, високі вимоги до опору кріпильних ізолюючих деталей і необхідність роботи на підвищеній (у порівнянні з 50 гц) частоті. Однак у більшості випадків кріплення індуктивних датчиків можуть бути виконані і зі звичайних матеріалів, а практика показує, що індуктивні датчики дають гарні результати.

Цінні якості індуктивних перетворювачів - мала величина механічного зусилля, необхідного для переміщення його ротора, можливість регулювання виходу системи, що стежить, і висока точність роботи - роблять індуктивні перетворювачі незамінними в приладах, у яких допускаються погрішності лише в соті і навіть тисячні частки відсотка, а тому необхідно індуктивні перетворювачі розвивати й освоювати.

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 132; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!