Синтез многофункционального конечного автомата

курсовая работа

9. Расчет блока питания

Схема используемого блока питания представлена на рисунке 9.1. Произведем расчет ее составляющих.

Первоначально рассчитаем сопротивления нагрузок из учета того, что зададимся значениями токов. Пусть ток нагрузки 12 мА (с учетом токов микросхем, операционных усилителей и усилительного каскада). Выберем стабилитрон КС509А (Uстмакс=15.6 В, Uстмин=13.8 В, Iст мин=0.5 мА, Iст макс=42 мА) для пятнадцати вольтовой цепи. Пусть Uст=15В, Iст=6А. Выберем стабилитрон КС516А (Uстмакс=9 В, Uстмин=10.5 В, , ) для девяти вольтовой цепи. Пусть Uст=9В, Iст=6мА.

Тогда общие токи на сопротивлениях R10, R11 и R12 равны по 18мА. Сопротивления нагрузок можно рассчитать по следующим формулам:

;(9.1)

;(9.2)

где - напряжение питания, равное 15В для первой и третьей нагрузок (ОУ) и равное 9В - для второй нагрузки ( цифровой микросхемы); - ток в нагрузке, равный 12мА.

Таким образом, получаем:

выбранный номинал RН1=1,3кОм;

При расчете необходимо учесть напряжение пульсации на конденсаторах С10 и С11, которое рассчитывается по следующей формуле:

,(9.3)

где - напряжение на вторичной обмотке трансформатора, равное 30В. Подставим числовые значения, получим:.

В случае короткого замыкания нагрузки необходимо избавиться от аварийного режима, что предусматривается путем добавления сопротивлений R10, R11 и R12 . Сопротивления, которые должны выдержать обрыв в цепи нагрузки рассчитываются по формулам (9.4-9.5):

;(9.4)

,(9.5)

где ОБЩ - суммарный ток ветви, равный 18мА.

Тогда после проставления числовых значений, получаем:

Так как эти сопротивления имеют схемную реализацию, возьмем их значения по номиналу. Получим

По номиналу Для расчета значений емкостей С10 и С11 подсчитаем эквивалентные сопротивления ветвей по формулам (9.6-9.7):

;(9.6)

.(9.7)

.

Найдем характеристические сопротивления конденсаторов С10 и С11, учитывая активные потери 5% (9.8-9.9):

;(9.8)

.(9.9)

,

Зная величину характеристического сопротивления, можно определить непосредственно величину емкости конденсатора (9.10); при этом необходимо учесть, что при прохождении диодного моста частота тока увеличивается в 2 раза, таким образом

.(9.10)

Примем значения емкостей по номиналу, таким образом . Чтобы резисторы R10, R11 и R12 выдержали приложенное к ним напряжение в режиме короткого замыкания, необходимо выбрать их по мощности, используя формулу 9.11:

,(9.11)

где Uмакс - максимальное напряжение, прикладываемое к нагрузке; R - номинал сопротивления.

.

Ближайшее значение допустимой мощности смотрим по ряду мощностей: .

. По номинальному ряду .

Фильтрующие конденсаторы выбираем из расчета 0,1мкФ на 9 корпусов.

Рисунок 9.1 - Блок питания

Делись добром ;)