Пример расчета электронного компаратора
12 Требуется рассчитать компаратор на базе микросхемы, работающий в системе двухпозиционного регулятора температуры. Схема регулятора приведена на рис. 6, Рис.6
Где, V0 - опорное напряжение (уставка); V2 - текущее напряжение; V3 - выходное напряжение микросхемы; I3 - выходной ток микросхемы; Vн - напряжение управления нагревателя; Iн - ток управления нагревателем.
Назначение устройства состоит в поддержании температуры муфельной печи. Датчик температуры (термопара) вырабатывает напряжениеV1 , пропорциональное текущей температуре, оно усиливается до определенной величины V2 усилителем и подается на инвертирующий вход компаратора, на не инвертирующий вход которого подается опорное напряжение V0 , соответствующее эталонной температуре t0’ , которую нужно поддерживать. При понижении температуры ниже величины t0’ на выходе компаратора вырабатывается напряжение V3> 0, которое, пройдя через делитель, вызывает включение нагревателя. Температура в печи, а следовательно и величина V2 , начинает расти и по достижении величины t0’ компаратор вырабатывает V3 =0 , нагреватель выключается и т.д. Процесс работы компаратора представлен на рис. 7. Рис.7
Расчетная часть Исходные данные для расчета: 1. По результатам расчета установлено, что соответствует . 2. выходное сопротивление усилителя =10 Ом. 3. напряжение управления нагревателем =2 В. 4. ток управления нагревателем =4 мА. На рис.8 представлена схема электрического принципиального устройства – компаратор, выполненного на базе микросхемы. Рис.8
Подходящую микросхему-компаратор можно выбрать из большого числа серий микросхем, например К554, К521, К597, а также других. Микросхема-компаратор в своем обозначении содержит символ СА, например К597 СА3. Возможно в качестве микросхем-компаратора использование микросхем-операционных усилителей практически всех серий – К140, К 153, К 561, К 553, например К 140 УД 8Б. Микросхема-компаратор выбирается из условий: По справочнику (6) микросхема К554 СА1 подходит по всем параметрам, но для нее Iвых =0,5 мА < Iн = 4 мА, следовательно она нас не удовлетворит. По справочнику (6) подходящей является микросхема К521 СА3, для которой: = +15 В > 2V0 =8 B Iвх= 0,1 мкА < I2 = V0 /Rу=400 мА = + 15 B > V3 =2 B Iвых = 50 мА > Iн =4 мА Кроме того, Iпм+ =6 мА - ток потребления микросхемы от положительного источника питания ; Iпм- =5 мА - ток потребления микросхемы от отрицательного источника питания. Величина уставки V0 задается делителем R1 , R2 . при этом желательно, чтобы приведенные сопротивления по обоим входам были равны, т.е.:
Rу = R1 || R2 = но значит R1 = 2,75R2 Отсюда Rу = Поэтому R2 =3,75Rу /2,75=13,6 Ом, R1 =37,5 Ом Ориентируясь на ряд Е 24 ГОСТ 2825-87, определяем ближайшие номиналы: R1 =39 Ом R2 = 13 Ом Мощности, рассеиваемые резисторами, определяем как: 3,1 Вт; 1,2 Вт По каталогу (8) выбираем к установке резисторы:
R1 → ОМЛТ-5-39 Ом ± 20%; R2 → ОМЛТ-2-13 Ом ± 20%
При срабатывании компаратора имеет место V3 = Vп =15 В, однако по заданию необходимо напряжение Vн =2 В, следовательно необходим делитель R3 , R4 . величины сопротивлений определим, исходя из максимального выходного тока микросхемы Iвых =50 мА.
Рассеиваемые ими мощности определим как: По каталогу (8) к установке принимаем:
R3 → ОМЛТ-1-270 Ом ±20%; R4 → ОМЛТ-0,125-43 Ом±20%.
Общий ток потребления устройства складывается из потребления делителя R1 , R2 и микросхемы: Iпотр =Iд +Iпм+ +Iпм- =288+6+5=299 мА Iд = Еп / (R1 +R2 )= 15/52 = 288 мА Номиналы цепи балансировки нуля R5 , R6 выбираем из рекомендованных справочником на микросхему. Рассчитанные элементы компаратора сведены в табл.1.
Таблица 1
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. По результатам расчета определены типы и номиналы элементов компаратора, который отвечает решению поставленной задачи. 2. Определен ток потребления, который в свою очередь определяет потребляемую мощность. 3. Определенная потребляемая мощность является отправной точкой для расчета параметров источника питания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М.: Энергия, 1977. 2. Жеребцов И.П. Основы электроники. Л.: Энергия, 1974. 3. Основы промышленной электроники. /Под ред. В.Г.Герасимова. М.: Высшая школа, 1986. 4. Проектирование РЭА на интегральных микросхемах /Под ред. С.В.Якубовского. М.: Радио и связь, 1986. 5. Т.М.Агаханян. Интегральные микросхемы. М.: Энергоатомиздат, 1983. 6. Справочник по интегральным микросхемам. /Под ред. Б.В.Тарабрина. М.: Энергия, 1984. 7. О.В.Миловзоров, И.Г.Панков. Электроника. М.: Высшая школа, 2005. 8. Резисторы. Каталог Элорг. М., 1983.
12
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (417)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |