logo
Разработка схемы устройства для контроля цепи в действующей схеме энергоснабжения

2.2 Выбор элементной базы

1) Блок питания реализуем на элементах диод серии КД108, диод серии КД106А, резистор серии МЛТ, трансформатор ТП154-3-1, конденсатор серии К50-68.

Рисунок 2.2 - Составные элементы блока питания

Характеристики элементов:

a) Диод серии КД108.

Электрические параметры:

Iпр.=0,3 А;

Uпр.=1 В;

Uобр.=100 В;

Iобр.=0,005 А.

б) Диод серии КД106А.

Диод кремниевый, диффузионный. Выпускается в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Тип диода и схема соединения электродов с выводами приводятся на корпусе.

Масса диода не более 1 г.

Рисунок 2.3 - Размеры диода серии КД106А

Таблица 2.1 - Электрические параметры диода серии КД106А

Постоянное прямое напряжение при Iпр.=300 мА, не более:

Т= +250С и Тмакс

Т= -600С

1,5 В

Постоянный обратный ток при Uобр.=100 В, не более:

Т= -60…+250С

10 мкА

Т=Тмакс

100мкА

Время обратного восстановления, не более

0,45 мкс

типового значения

0,385 мкс

Предельные эксплутационные данные:

Постоянное и импульсное обратное напряжение

100 В

Постоянный прямой или средний выпрямленный ток:

при Т= -60…+700С

300 мА

при Т= Тмакс

100 мА

Импульсный прямой ток при tи?500 мкс, f?200 Гц:

Т= -60…+700С

3 А

Т=Тмакс

1 А

tи?100 мс, Q>1000

3 А

Средняя рассеиваемая мощность:

при Т= -60…+700С

750 мВт

при Т=Тмакс

100 мВт

Частота без снижения электрических режимов:

синусоидального напряжения

30 кГц

меандра с tф? 1 мкс

10 кГц

Тепловое сопротивление переход - среда

1400С/Вт

Температура окружающей среды

60…+850С

Диод допускает разовые перегрузки импульсами обратного тока не свыше 3 А, длительностью не более 50 мкс.

Допускается применение диода в режиме меандра с длительностью фронта переключения не менее 1 мкс на частотах 50 кГц.

Допускается параллельное соединение диодов при условии обеспечения отсутствия перегрузки диодов по прямому току, а также последовательное соединение при условии, что обратное напряжение на каждом диоде не превысит допустимого значения.

в) Резистор МЛТ.

Номинальная мощность = 0,5 Вт.

Диапазон номинальных сопротивлений = 1,0*5,1*106

Диапазон номинальных сопротивлений до 10*106 Ом:

от - 60 до + 10 ±1200;

от + 20 до + 125 ±600.

Уровень собственных шумов мкВ/В = 5Дб.

R1 - 620 Ом.

Предельные эксплуатационные данные:

Температура окружающей среды ,єС от - 60 до + 70.

Минимальная наработка ,ч = 25000.

Срок сохраняемости , лет = 15.

г) Трансформатор ТП154-3-1.

Рисунок 2.4 - Внешний вид трансформатора ТП154-3-1

Таблица 2.2 - Параметры трансформатора ТП154-3-1

Типоразмер

1008

Размеры, мм

2.5 x 2 x 1.6

Конструкция

Проволочные, намотка на ферритовом сердечнике, изолированные, для поверхностного монтажа

Диапазон номинальных значений, мкГн

0.01 - 100

Ряд номинальных значений

Е6

Диапазон рабочих частот, МГц

7 - 680

Диапазон рабочих токов, мА

45 - 450

Диапазон рабочих температур, оС

-40 ... +100

д) Конденсатор серии К50-68.

Конденсатор серии К50-68 является алюминиевым оксидно-электролитическим, радиального типа.

Рисунок 2.5 - Внешний вид конденсатора серии К50-68

D, мм

А, мм

d, мм

5 ... 8

2.5

0.6

10

5

0.6

12 ... 14

5

0.8

16 ... 21

7.5

0.8

25 ... 32

12.5

0.8

Рисунок 2.6 - Размеры конденсатора серии К50-68.

Конденсатор серии К50-68 предназначен для работы в цепях постоянного, пульсирующего тока и в импульсном режиме. Изготавливается во все-климатическом исполнении (В) и исполнении для умеренного и холодного климата.

Технические характеристики:

Диапазон номин. значений напряжений: 6.3 - 450 В

Диапазон номин. значений емкостей: 1 - 15000 мкФ

Точность (при 50 Гц, 20оС): -10 ... +50%, +/-20%

Ток утечки, I: при Cном.Vном <1000 мкКл 0.03 Cном.Vном

при Сном.Vном >= 1000 мкКл 0.02 Cном.Vном

Срок сохраняемости: 15 лет

Минимальная наработка:

до +85оС и Uном 1 000 ч

до +70оС и Uном 7 500 ч

до +55оС и Uном 10 000 ч

до +55оС и 0.8 Uном 15 000 ч

Диапазон раб. температур: -40 ... +85оС

2) Формирователь импульсов f=100 Гц реализуем на элементах микросхема серии К155ЛА3, резисторах серии МЛТ.

Рисунок 2.7 - Составные элементы формирователя импульсов частотой 100 Гц.

Характеристики элементов:

а) Микросхема серии К155ЛА3.

Рисунок 2.8 - Размеры микросхемы серии К155ЛА3

Рисунок 2.9 - Расположение выводов микросхемы серии К155ЛА3

Таблица 2.3 - Назначение выводов микросхемы серии К155ЛА3.

№ вывода

Назначение

№ вывода

Назначение

1

Вход Х1

8

Выход Y3

2

Вход Х2

9

Вход Х5

3

Выход Y1

10

Вход Х6

4

Вход Х3

11

Выход Y4

5

Вход Х4

12

Вход Х7

6

Выход Y2

13

Вход Х8

7

Общий

14

Ucc

Таблица 2.4 - Технические характеристики микросхемы серии К155ЛА3.

Функциональные особенности

4 элемента 2И-НЕ

Т, С

0…+70

Iсс, мА

22

ТрHL max, нc

15

ТрLH max, нc

22

Корпус

DIP14

Фирма производитель

СНГ

3) Делитель частоты на 10 Гц реализуется на микросхеме К155ИЕ1.

Рисунок 2.10 - Делитель частоты на 10 Гц.

Микросхема К155ИЕ1 является декадным счетчиком с фазоимпульсным представлением информации. Эта микросхема - делитель частоты на 10. Установка триггеров микросхемы в 0 осуществляется подачей лог. 1 одновременно на два объединенных по схеме И входа R. Рабочая полярность входных счетных импульсов, подаваемых на входы С, отрицательная. Импульсы можно подавать или отдельно на каждый из входов (на второй вход должна при этом подаваться лог. 1), или одновременно на оба входа. Одновременно с каждым десятым входным импульсом на выходе формируется равный ему по длительности выходной импульс отрицательной полярности. Многокаскадные делители частоты можно строить, соединяя входы С последующих каскадов с выходами предыдущих.

Технические характеристики:

Iвх?0,04 мА;

Iвх0?1,6 мА;

Uвых0?0,4 В;

Uвых?2,4 В;fmax=19 МГц;

Коэффициент разветвления = 4.

4) Делитель частоты на 100 Гц также реализуется на микросхеме К155ИЕ1.

Рисунок 2.11 - Делитель частоты на 100 Гц.

5) Переключатель частоты 10 или 1 Гц выполнен на основе переключателя ПТ73-2-3.

Рисунок 2.12 - Переключатель частоты 10 или 1 Гц.

Переключатель клавишный ПТ-73-2-3 предназначен для коммутации электрических цепей переменного тока в бытовой радиоэлектронной аппаратуре, в том числе в аппаратуре общепромышленного применения.

Рисунок 2.13 - Внешний вид переключателя ПТ73-2-3.

Рисунок 2.14 - Размеры переключателя ПТ73-2-3.

Таблица 2.5 - Технические характеристики переключателя ПТ73-2-3

Параметр

Значение

Ток, А

0,001-6

Напряжение, В

0,1-250

Мощность, мах. ВА

660

Количество коммутационных циклов, В.О.

50000

Сопротивление электрического контакта, Ом, не более

0,02

Сопротивление изоляции, МОм, не менее

1000

Электрическая прочность изоляции, В

1500

Температура окружающей среды, °С

-45…+55

Масса, г, не более

10

6) Коммутатор импульсов выполнен на основе транзистора КТ815А.

Рисунок 2.15 - Коммутатор импульсов.

Рисунок 2.16 - Размеры транзистора КТ815А.

Таблица 2.6 - Технические характеристики транзистора КТ815А

Материал

Si

Ik max, A

1,5

Ik и max, A

3

Uкэо гр (Uкэо, и max) (Uкэг max), В

25

Uэбо max (Uэбо, и max), В

5

Рк max (Рк, ср max) (Рк , и max), Вт

10

при Тк (Т), С

25

Тк max (Т max), С

100

h21э (h21э) (S21 тип)

40

при Uкэ (Uкб), В

2

Uкэ нас, В

1

Ikб0 (Ikэг) (Ikэо),мА

0,6

fгр (fh21), МГц

0,005

Ск, пф

3

Сэ, пф

60

Rт п-к (Rт п-с), С/Вт

10

7) Блок «обмотки трансформатора» реализован на трансформаторе ТП1-2.

Рисунок 2.17 - Обмотки трансформатора.

Рисунок 2.18 - Внешний вид трансформатора ТП1-2.

Рисунок 2.19 - Габаритные размеры, мм вид сбоку.

Рисунок 2.20 - Габаритные размеры, мм вид сверху.

Рисунок 2.21 - Посадочные размеры, мм.

Основные технические характеристики:

· Номинальная индуктивность обмоток, на частоте f = 1 кГц: L1, L2 > 2.0 Гн;

· Коэффициент трансформации: Ктр = 1+5% ;

· Активное сопротивление обмоток: R1 = 60 Ом, R2 = 80 Ом;

· Рабочий диапазон частот: fраб = 300 - 3400 Гц.

В качестве магнитопровода используется сердечник КВ6:ТРС-1-1, КВ5:ТРС-2-1, КВ: ТРС-2-1 из феррита с высокой магнитной проницаемостью.

8) Блок «симмисторный ключ» выполнен на основе симмистора серии ТС161-160.

Рисунок 2.22 - Симмисторный ключ.

Рисунок 2.23 - Размеры симмистора серии ТС161-160.

Таблица 2.7 - Технические характеристики симмистора серии ТС161-160

Предельные значения параметров режима

при Тп мах

Iос, д мах, А

160

Тк, 0С

85

Uзс,п,В

200

Iос, удр, А

при tи=10 мс; Uобр=0

2100

(dUзс/dt)ком, В/мкс

1…50

(diос/dt)кр,А/мкс

6,3

Тп мах,0С

125

Электрические и временные параметры, при Тп=250С

Iвкл, мА

500

Iуд, мА

200

Uос, и (Uос), В при

Iос, и(Iос)=ос, д мах

1,75

Iу, от, мА

400

Uу, от, В

5

tвкл, мкс

20

tзд, мкс

10

9) Индикатор частоты импульсов реализуется на основе светодиода серии АЛ310Б.

Рисунок 2.24 - Индикатор частоты импульсов.

Рисунок 2.25 - Размеры светодиода серии АЛ310Б.

Таблица 2.8 - Электрические и световые параметры светодиода АЛ310Б

Цвет свечения

Красный

Сила свечения, при Iпр =10 мА

0,25…0,6 мкд

Длина волны излучения в максимуме спектральной плотности

0,67 мкм

Постоянное прямое напряжение при Iпр=10 мА, не более

2 В

Предельные эксплутационные данные

Постоянный прямой ток

12 мА

Температура окружающей среды

-60…+70 0С