ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ
В задачах этого раздела на простых практических схемах рассматриваются условия выбора, параметры и режимы работы полупроводниковых приборов – выпрямительных диодов, стабилитронов, фотодиодов и светодиодов, транзисторов и тиристоров. Для резисторов и конденсаторов рассчитанные параметры округляются до ближайшего номинального значения из ряда Е6, Е12, Е24. Задача 2.1.1. Представить схему мостового выпрямителя с конденсатором фильтра на выходе, выбрать тип диодов, определить выходное напряжение и емкость конденсатора фильтра при заданных значениях коэффициента пульсаций p = 0,02 , входного напряжения и тока нагрузки (табл. 2.1.1). Представить условия выбора диодов при наличии конденсатора фильтра и без него. Таблица 2.1.1
Методические указания Диоды выбираются по двум максимально допустимым параметрам и , которые должны превышать соответствующие фактические значения и на 20 – 30%. В свою очередь величины и связаны с напряжениями , и током нагрузки определенными соотношениями в зависимости от схемы выпрямителя и наличия сглаживающего фильтра. Эти соотношения приводятся в литературе и должны использоваться как условия выбора диодов. Емкость конденсатора фильтра определяется по заданному коэффициенту пульсации p, сопротивлению нагрузки с учетом частоты пульсации , равной удвоенной частоте питающей сети из выражения: . Задача 2.1.2. Представить схему и произвести расчет параметрического стабилизатора напряжения с заданными значениями коэффициента стабилизации , выходного напряжения и сопротивления нагрузки (табл. 2.1.2). Выбрать тип полупроводникового стабилитрона, определить необходимое напряжение питания , сопротивление балластного резистора и его мощность . Рассчитать фактическое изменение выходного напряжения при подключении нагрузки и при изменении напряжения питания на 20 % в условиях холостого хода.
Таблица 2.1.2 Методические указания Тип стабилитрона выбирается по величине с учетом тока нагрузки из условий: , . При этом должно выполняться соотношение . Напряжение питания и сопротивление можно определить из системы уравнений: где – дифференциальное сопротивление стабилитрона. Параметр берется из справочника для тока стабилизации, являющегося средним значением между и . Тип резистора выбирается по рассеиваемой на нем мощности . После расчета сопротивление балластного резистора необходимо округлить до ближайшего номинального значения в соответствии с типовым рядом сопротивлений. В зависимости от точности изготовления резисторов предусматривается: ряд Е12 (допуст. погрешность 10 %); ряд Е24 (погрешность 5 %); ряд Е48 (доп. погрешность 2 %) и др. (см. табл. 2.1.3.) Таблица 2.1.3
Фактическое сопротивление резистора R определяется выражением: , где n = 0, 1, 2, 3…– порядок числа. Наиболее широко применяются резисторы типов МЛТ (маломощные) и ПЭВ, С5 – 35В (мощные). МЛТ – металлопленочный, лакированный, теплостойкий. Они выпускаются пяти видов по номинальной мощности от 0,125 Вт до 2 Вт и имеют соответствующее обозначение: МЛТ-0,125; МЛТ-0,25; МЛТ-0,5; МЛТ-1; МЛТ-2. Сопротивление этих резисторов соответствуют рядам: Е12; Е24; Е48 и находится в пределах: 1 – 910 Ом; 1 – 910 кОм; 1 – 10 МоМ. ПЭВ – проволочные, эмалированные, радиальные выводы. Выпускаются 11 видов по номинальной мощности: 3; 7,5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 75; 100 Вт. Сопротивление этих резисторов соответствуют ряду Е24 и находится в пределах 1 – 56000 Ом в зависимости от мощности. Изменения выходного напряжения при изменении напряжения питания и подключении нагрузки определяются из выражений: , . Задача 2.1.3. Представить схему оптоэлектронного позиционного датчика с управляемым оптическим каналом, содержащую светодиод и фотодиод с соответствующими резисторами и . Выбрать типы светодиода и фотодиода, задать режимы их работы и определить сопротивление резисторов в схеме при напряжении питания датчика . Рассчитать напряжение на выходе датчика при световом потоке через оптический канал и нагрузке (табл. 2.1.4). Таблица 2.1.4
Методические указания Целесообразно выбрать светодиод с инфракрасным спектром излучения, при котором фотодиод может использоваться с защитным ИК-фильтром. Номинальный ток светодиода в позиционном датчике выбирается в пределах до 20 % от максимального тока для повышения срока службы излучателя. Фотодиод выбирается на основе кремния, что уменьшает темновой ток и повышает термостабильность датчика. Сопротивление ограничительного резистора светодиода равно , где - прямое падение напряжения на светодиоде (из справочника). Сопротивление выходного резистора в цепи фотодиода выбирается в пределах 10 – 100 кОм в зависимости от сопротивления внешней нагрузки из условия . Выходной сигнал датчика можно определить, используя выражение , где – интегральная чувствительность светодиода (из справочника). Рекомендуемые типы светодиода и фотодиода: светодиод – ; фотодиод – . Задача 2.1.4.Определить фактические параметры транзистора в рабочей точке , (табл. 2.1.5), используя его входные и выходные вольтамперные характеристики: – статическое входное сопротивление (по постоянному току); – дифференциальное входное сопротивление (по переменному току); – статическое выходное сопротивление (по постоянному току); – дифференциальное выходное сопротивление (по переменному току); – статический коэффициент передачи тока; – дифференциальный коэффициент передачи тока. Таблица 2.1.5
Сравнить полученные значения статических и дифференциальных параметров транзистора и показать их отличие в виде неравенств.
Методические указания Для определения дифференциальных сопротивлений транзистора на графике входных или выходных характеристик откладывают приращения функции как катеты треугольника с вершиной в рабочей точке. Для определения статических сопротивлений используют координаты этой точки. При определении коэффициента передачи необходимо взять приращение токов базы и коллектора между соседними выходными характеристиками для заданного напряжения в рабочей точке. Задача 2.1.5. Представить схему тиристорного выключателя для управления силовым электромагнитом при его питании от мостового выпрямителя. Выбрать тип тиристора, определить параметры сигнала управления и мощность, рассеиваемую тиристором, при заданных значениях напряжения питания и сопротивления электромагнита (табл. 2.1.6). Определить максимальную мощность в нагрузке, которую может коммутировать выбранный тиристор. Таблица 2.1.6
Методические указания Тиристор выбирается по максимально допустимым параметрам и , которые должны превышать соответствующие фактические максимальные значения и на 20 – 30 % . Фактическое значение определяется амплитудой напряжения питания (при использовании защитного диода). Ток соответствует току нагрузки тиристора . Мощность, рассеиваемая тиристором, определяется падением напряжения на открытом тиристоре и током . Максимальная мощность в нагрузке, коммутируемая тиристором, определяется по предельным параметрам и .
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (425)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |