Разработка и расчет двухкаскадного усилителя с релейным выходом

    Дисциплина: Технические
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Разработка и расчет двухкаскадного усилителя с релейным выходом

    Федеральное агентство по рыболовству
    Дальневосточный государственный технический
    Рыбохозяйственный университет
    Кафедра электрооборудование и автоматика судов.
    Курсовой проект на тему:
    «Разработка и расчет двухкаскадного усилителя с релейным выходом.»
    Выполнил:
    Студент группы УЭМ-4
    Коротков А. Г.
    Проверил:
    _______________
    Владивосток
    2008
    Принципиальная схема и описание работы.
    Усилители с релейным выходом широко применяются в электрических схемах автоматики, управления и защиты. На базе таких усилителей строят схемы нуль-индикаторов с мощностью
    срабатывания нескольких десятков микроватт, схемы измерительных органов защиты, подключаемые к маломощным датчикам, и исполнительные элементы с выходной мощностью до нескольких
    киловатт. Релейное действие этого усилителя проявляется в том, что при определенном изменении величины входного сигнала или его знака усилитель практически мгновенно переходит из одного
    устойчивого состояния в другое. Принципиальная схема усилителя приведена на рис. 1.
    Она содержит два усилительных каскада на транзисторах
    VT1,
    VT2 работающих в ключевом режиме. В цепь коллектора транзистора
    VT2 включена катушка малогабаритного электромагнитного реле Р1. Усилитель питается от источника постоянного тока через параметрический стабилизатор напряжения (стабилитрон
    VD4 и резистор
    R6).
    Схема работает следующим образом. При отсутствии входного
    сигнала транзистор
    VT1 открыт и насыщен, а транзистор
    VT2 закрыт, реле Р1 обесточено. Открытое состояние транзистора обеспечивается током в цепи базы через резисторы
    R1 и
    R3 от источника коллекторного питания Е
    К . Транзистор
    VT2 при этом находится в режиме отсечки, так как напряжение на его базе положительно относительно эмиттера и примерно равно напряжению смещения, которое задается диодом
    VD2. Появление отрицательного входного сигнала (минус на базе транзистора) не приводит к изменению состояния транзисторов усилителя.
    При появлении положительного входного сигнала появляется входной ток, уменьшающий
    ток в цепи базы открытого транзистора
    VT1. При некотором входном токе транзистор
    VT1 переходит из режима насыщения в усилительный режим. В усилительном режиме уменьшение тока в цепи базы приводит к уменьшению тока в цепи коллектора транзистора, что
    приводит к увеличению отрицательного потенциала на базе транзистора
    VT2 и его отпиранию.
    В момент переключения транзисторов действует положительная обратная связь (резистор
    R3). Отпирание транзистора
    VT2 приводит к уменьшению напряжения на его коллекторе, следовательно, уменьшается ток через резистор
    R3 и ток в цепи базы транзистора
    VT1. Этот процесс ускоряет запирание транзистора
    VT1, что в свою очередь ускоряет отпирание транзистора
    VT2, т.е. наступает лавинообразный процесс, приводящий практически к мгновенному насыщению транзистора
    VT2. Положительная обратная связь обеспечивает релейный эффект. При уменьшении или исчезновении входного тока транзисторы усилителя переключаются в исходное состояние.
    При запирании транзистора
    VT2 на катушке реле Р1, обладающей индуктивностью, наводится ЭДС самоиндукции, которая, складываясь с напряжением коллекторного питания, может привести к пробою
    транзистора. Для защиты от наводимых перенапряжений применяется цепочка
    VD3,
    R4. Появляющееся перенапряжение открывает диод
    VD3 и ток реле Р1 при запирании транзистора
    VT2 будет уменьшаться постепенно, замыкаясь через цепочку
    VD3,
    R4. Напряжение на транзисторе
    VT2 в этом случае увеличится только на величину падения напряжения в этой цепочке.
    Постепенное уменьшение тока в катушке Р1 при запирании транзистора
    VT2 приводит к увеличению времени возврата реле, что не всегда приемлемо. Для уменьшения времени возврата реле увеличивают сопротивление резистора
    Исходные данные, вариант №17:
    =300 µ
    A ± 10 %
    -> 0.0003
    A -> 0.00027:0.00033 А
    =220
    ± 10%
    -> 198:242 V
    to = 203:343 K
    -> -70:70 oC
    Реле
    8.4:14.4 V
    Расчет
    Начнем с выбора элементов схемы параметрического стабилизатора. Определяем напряжение надежного срабатывания реле Р1 , которое находится в пределах 0.7:1.2
    т.е. 8.4:14.4
    =12/320=0.0375 А.
    Обеспечить эти параметры можно с помощью стабилитрона КС512А с номинальным напряжением стабилизации 12
    Основные параметры этого стабилитрона приведены ниже.
    мА
    мА
    = 1 Вт
    R = 30
    =100
    >=50
    мА.
    мА.
    <=0.5
    мА.
    5 мА.
    <=0.2
    мА.
    мА.
    <=1
    мА.
    5 мА.
    <=0.
    µA.
    <=0.
    µA.
    <=0.
    мВт.
    t=213:298 K
    Усилитель рассчитываем при номинальном напряжении коллекторного питания и температуре 298 К. Расчет начинаем с выходного каскада.
    Для создания источника запирающего напряжения в цепи транзистора
    выбираем кремниевый диод
    VD2 КД102А.
    Параметры диода:
    = 250
    = 0.1
    = 0.1 µ
    Выбираем прямой ток диода
    VD2 2мА. И определяем прямое напряжение на диоде,
    Равное
    =0.8
    V. при температуре 298 К. Тогда сопротивление резистора
    R5=(Е
    =(12-0.8)/0.002=5600 Ом.
    Выбираем номинальное сопротивление 5.6 кОм. ±5%
    Мощность рассеиваемая на резисторе учитывая максимальное коллекторное напряжение будет:
    ...


    Похожие материалы:


    Добавить комментарий
    Старайтесь излагать свои мысли грамотно и лаконично

    Введите код:
    Включите эту картинку для отображения кода безопасности
    обновить, если не виден код




© 2009-2015 Все права защищены