Курсова робота
По курсу: “Електроніка”
Зміст:
1. Завдання
2. Тимчасові діаграми
3. Запровадження
4. Короткий опис роботи
5. Математична модель
6. Математичне опис блоку формуєимпульсное напруга на навантаженні
7. Математична модель всього устрою
8. Синтез схеми
9. Чисельний розрахунок схеми
10. ПЕМ
11. Висновки для роботи
12. Список використаної літератури
13. Додаток
1. Завдання.
“>Фазоимпульсний модулятор на тиристорах.”
1. Схема устрою:
R1
>Uп
>Uвх -
-VT1R2 RH >C2R4R7
>VT2VT3
>T1T2
>C1R3R6C3
Технічні дані:
· Напруга харчування схеми:Eп = ±27В
· Умови експлуатації: температура, °З (-50 +60)
· Частота роботи схеми:f = гц
Тимчасові діаграми.
Запровадження.
Дане пристрій призначено дляфазоимпульсной модуляції.
Генераторпилообразного напруги виконано на транзисторіVT1 ідвухбазовомдиоде (чиоднопереходном транзисторі)VT2, конденсаторі С1 ірезистореR3.
Кут відсічення регулюється з допомогою другогооднопереходного транзистораVT3, у якому також побудований генератор імпульсів.
Схема досить просте, легко налаштовується і перебудовується, має високої надійністю.
Застосовується для регулювання струму (напруги) напруження в печах.
2. Короткий опис роботи.
Схему може бути розбитий втричі основних функціональних блоку.
>2.1.Описание роботи устрою.
>Генераторпилообразного напруги, побудований на транзисторіVT1, конденсаторі С1 ірезистореR1, виробляє імпульси, що подаються наоднопереходний транзисторОПТ, який у часи чергу відкриває тимчасово транзисторVT4, який би подачу імпульсів тривалостіt на навантаженняRH. Для фазової модуляції імпульсів використовується схема наОПТVT3.
>2.2.Описание роботи генераторапилообразного напруги.
При підключенні напругиUBX на транзисторVT1 конденсатор С1 починає заряджатися через транзистор і резисторR1 до напругиU(t1),определяемого величиною напруги включенняОПТ.
Зарядившись до зазначеної величини конденсатор С1 почне розряджатися черезОПТVT2 і резисторR3.
>2.3.Описание роботи генератора імпульсів.
При подачі напруги на транзисторVT1тиристорVT4 ідвухбазовий діод (>ОПТ)VT2 залишаються замкненими, а конденсатор С1 почне заряджатися через відкритий транзисторVT1 і резисторR1. При досягненні величини напругаUЭВКЛ , у якомуеммиттер - база 1ОПТVT2 виявиться відкритим. Саме тоді включаєтьсяVT2 і конденсатор С1 розряджається через ланцюгемиттер-база1VT2 і резисторR3.
Імпульс,снимаемий від цього резистора, відімкнетиристорVT4 і непередбачуване напруження джерела харчування виявиться докладеним до навантаження. Поки струм навантаженняIH>IУДтиристор залишається питанням відкритим. Тривалість затримки:
.
Коли відкритийVT4, струм через навантаженняRH заряджає конденсаторС2 по ланцюгаR4-C2-VT4. Після заряду конденсатораС2 і відмиканняVT5 від генераторамодулирующего сигналу,конденсаторС2 підключається паралельнотиристору. Тривалістьзаряда.При цьому позитивна обкладка конденсатораС2 виявиться підключеної докатоду, а негативна – до аноду.Т.о. до приладу прикладається зворотне напруга . У ланцюзі, освіченою конденсаторомVT5 ітиристоромVT4 виникає зворотний струм, що відбувається через прилад у напрямі. Коли результуючий струм приладу дедалі меншеIУД, останній замикається.
Мабуть
Ємність
,
деIПР А - прямий струм навантаженняВЫКЛ, мкс.
У цьому заряд одного імпульсу струму, деЕ=UП
>tТС хв дляVT4, мкс0,707С2R4
Якщо варіювати моментом відмиканнятиристора, то струм через прилад і навантаження буде протікати лише протягом якоїсь конкретної частини імпульсу. Так при невеличкий затримкитиристор то, можливоотперт на початку імпульсу, на великих затримках – у будь-якій точці імпульсу, або у його кінці. Тим самим було можна регулювати середній у період струм, який проходить навантаженні, від максимального майже нуля. Такий засіб керування називається фазовим регулюванням чи фазовим управлінням, фазовиммодулированием оскільки цьому змінюється зрушення фаз між імпульсом та початком перебігу прямого струму.
Математична модель устрою.
1.Генераторпервообразного напруги.
Розглянемо процес заряду – розряду ємності С1 в імпульсному режимі.
(1)
(2)
>Уравнение заряду конденсатора С1
(3)
>Уравнение розряду конденсатора С1
(4)
Вирішуючи диференціальні рівняння, одержимо:
, де час заряду ємності С1
- час розряду ємності С1
Вирішуючи неї одержимо вираз для амплітуди тривалості імпульсу і періоду через параметри схеми.
Вислів для амплітуди набуде вигляду
Тривалість імпульсу.
У разі період
Математичне опис блоку формуєимпульсное напруга на навантаженні.
>Уравнение заряду ємностіС2
(5)
>Уравнение розряду ємностіС2
(6)
>Экспоненту заряду ємностіС2 запишемо як
, де (7)
>Экспонента розряду
, де (8)
Час заряду ємностіС2
Час розряду
Період
(9)
(9)
Математична модель всього устрою.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
де
(8)
де
(9)
(9)
4. Синтез схеми.
>4.1.Последовательний розрахунокфазоимпульсного модулятора.
Вибираємо транзисторVT1, виходячи з її здібностей пропустити струм заряду конденсатора С1 під часq2 і вибираємодвухбазовий діодUc1 і пропускаємо струм падіння напруги якого нарезистореR3 відкриваєтиристорVT4. ВибираємотиристорVT4, напругаVБ12 якого менше30B та палестинці часотпертого стану якого відповідає часуq1.
>Рассчитаем величину ємності С1
>Задаемся часом заряду
З формули (3) час заряду
, звідки
Вибираємо транзистор переймаючись часом заряду і струмом ,
Деt3-время заряду ємностіС1,tnVT1-время перемикання транзистораVT1 годі й враховувати у вигляді його дрібниці порівняно зtЗ (>tnVT»)
>Задаемсяq2=tp – часом розряду ємності С1.
З рівняння (3) отримуємо
З рівняння (4) знаходимоR4
(9-а)
Вирішуючи спільно рівняння (1) і (2) одержимо
(10)
(11)
Отже, одержали всі номінали елементів, їхнім виокремленням необхідниймодулируемий імпульс.
Чисельний розрахунок схеми.
Вибираємо транзисторМП42Б службовець для пристроїв перемикання і з гаком опоромRКЭ, які переважно визначається опором колектораrk
ВибираємотиристорК4104Б з такими характеристиками:
Постійний струм у зачиненому станIзс =0,5мВ
>Отпирающий постійний струм управлінняIYот=20мА
>Отпирающее постійна напруга управлінняUУот=2В
Напруга у відкритому станUОС=2В
>Неотпирающее постійна напруга управлінняUУНОТ=0,1В
Час включенняtвкл=0,29мkс
Час вимиканняtвикл=2,5мkс
Гранично допустимі параметри:
Постійне напруження як у закритому станUЗ зmax=30B
Постійне зворотне напругаUОБРmax=6B
Постійний струм у відкритому станіIОСmin=0,1A
Постійний прямий струм управлінняIУmin0=0,03B
Середнярассеиваемая потужністьPСРРАС=0,2В
Вибираємодвухбазовий чи керований діод, чиоднопереходной транзисторОПТ:К117А з такими гранично припустимими параметрами:
СтрумемиттераIЭmax=50мА
Струмемиттер-базаIЭБОmax=1мкА
Струм включенняIВКЛmax=20мкА
Струм вимиканняIВЫКЛmin=1мА
Напруга на базахUБ12max=30B
>Напряжения насиченняемиттер-базаUmax ЕБнас=5В приIЭ=50мА
Коефіцієнт ДоК=0,6
Опір між базамиRБ12=6кОмUЭК=0,6·27=16,2
>Резистор
беремо1,1Ом.
Напруга харчування схеми беремоUП=27В
Ємність конденсатора
беремо0,016мкФ.
Час розряду
>Подставляем значення формулу (10) і визначаємоR3
Підставляючи значення формулу 11, визначаємоR2.
За формулою (9-а) вважаємо:
беремо62Ом.
Цілком аналогічно тим ж часів заряду і розряду, тобто для аналогічної модуляції фазою визначимо:
>R6=51Ом,R5=20Oм, ,С3=0,016мкФ
ПЕМ
>R1
VT1R2 RH >C2R4R7
>VT2VT3
>T1T2
>C1R3R6C3
>X1
5
+>Еп
->Еп
->Uвх
2
1
Висновки для роботи.
Розроблено пристрій –фазоимпульсний модулятор. Дане пристрій відповідає заданим вимогам.Рассчитани параметри, які дозволяють одержати задані вихідні сигнали. Пристрій має високий міру надійності.
Література.
1. С.П.Миклашевский., Промислова електроніка.Вш.,1986.
2.Л.А. Бессонов.,ТОЭ.Вш.,1996.
3.К.Я. Стародуб., М.М. Михайлов., Промислова електроніка. «>Машиностроение».,1971.
4.Расчет імпульсних пристроїв на напівпровідникових приладах. Під ред. Т. М.Агаханяна., «Радянське радіо».
5. Довідкове посібник по електротехніці і основам електроніки. Під ред. А.В.Нетушина.Вш. 1986.
Формат
Зона
>Поз
Позначення
Найменування
Паля
Документація
А4
>СУ.304.0000001.000.СБ
Схема електрична принципова
1
А4
>СУ.304.0000001.000.ЭЗ
>Сборочний креслення
1
Деталі
А3
1
>СУ.304.0000001
Плата друкована
1
Інші вироби
>Конденсатори
2
КМ 10 – 50 - 16нФ±10%
3
>С1,С2,С3
>Резистори
3
>ОМТ-0,5 –1,1КоМ±10%
1
>R1
>СУ.304.000000
Ліст
№докум
>Подп
Дата
>Разраб.
>Фазоимпульсний
модулятор.
>Лит.
Ліст
Листов
>Провер.
у
1
2
>МАИ.гр.03-304
>Н.Контр.
>Т.Контр.
Формат
Зона
>Поз
Позначення
Найменування
Паля
Примітка
4
>ОМТ-0,5 – 20оМ±10%
1
>R2,R5
5
>ОМТ-0,5 – 51оМ±10%
1
>R3,R6
6
>ОМТ-0,5 – 62оМ±10%
1
>R4
7
>ОМТ-0,5 – 400оМ±10%
1
>R7
>Транзистори
8
>К117А
2
>Т1,Т2
9
>МП42Б
2
>VT2,VT3
10
>К4104Б
1
>VT1
>СУ.304.000000
Ліст
№докум
>Подп
Дата
>Разраб.
>Фазоимпульсний
модулятор
>Лит.
Ліст
Листов
>Провер.
у
1
2
>МАИ.гр.03-304
>Н.Контр.
>Т.Контр.
