трусики женские украина

На головну

 Регулятор температури - Радіоелектроніка

1. Завдання на курсовий проект

Потрібно розробити регулятор температури, який буде підтримувати температуру відповідно до графіка завдання Рис. 1.

Точність відповідності температури завданням повинна бути не нижче 12%.

t0C

80

-10

~ Uвх, В

0100200220

Функціональна схема пристрою:

Uп = 140 +/- 30%

Uвх

ЗИ Р СУ VT1

Дt Rн

Вимоги до вузлів пристрою:

1. Задатчик інтенсивності:

1.1. Uвх0 = 0 В.

1.2. Uвх1 = ~ 220 В; (Напруга мережі).

1.3. Час наростання температури 32 с.

1.4. Задатчик повинен забезпечувати потенційну розв'язку від напруги мережі.

2. Система управління імпульсним ключем:

2.1. Обґрунтувати вибір типу модуляції.

2.2. Розробити принципову схему.

2.3. Розрахувати елементи.

3. Імпульсний ключ:

Вибрати необхідний транзистор імпульсного ключа

по струму і напрузі.

4. Нагрівальний елемент:

Потужність нагрівального елементу 250 Вт

5. Датчик температури:

Виконується на діод.

6. Регулятор:

Пропорційно інтегральний регулятор.

2. Імпульсний ключ.

Вибір силового ключа проводиться з розрахунку максимальної напруги Uке max і максимального струму Ік max

Un max = Uн + 30% = 182 B = Uке max

Iн = P / Uн = 1.786 A Номінальний струм через транзистор

Imax = Uке maxIн / UнМаксімальний струм через транзистор

Транзистор вибираємо з запасом по струму і напрузі 30%.

Uке max = Uп max + 30% = 236 B

Ік max = Imax + 30% = 3.9 A

Вибраний транзистор КТ858А, з розділу високочастотні потужні, з наступними параметрами:

Ік max = 7А; Uке max = 400 В; b = 10; Uбео max = 6 В; Uке нас = 1 В

КIД = b / 3 = 3.33 Динамічний коефіцієнт передачі по струму

Iбmax = Imax / KIД = 0.905 А

3. Система управління імпульсним ключем.

3.1. Предоконечний каскад.

Вибір транзисторів в предоконечном каскаді проводиться за наступними параметрами:

1. Un 2. Iкmax = Іб (силового ключа) max + 50%

3. Uке max = 2Un + 30%

Приймемо Un = 5 B

Тоді:

Uке max = 13 В

Iкmax = 1.358 А

Для якомога більшого зменшення струму управління необхідно в предоконечний каскад поставити транзистор з великим коефіцієнтом посилення. Важливою умовою так само є широка смуга робочих частот.

За цими параметрами обраний складовою високочастотний транзистор КТ972Б з наступними параметрами:

Ік max = 4А; Uке max = 45 В; b = 750; Uбео max = 5 В; Uке нас = 1.5 В

КIД = b / 3 = 250 Динамічний коефіцієнт передачі по струму

Визначимо струм бази складеного транзистора:

Іб max = Iкmax / KIД = 0.005 А

Струм бази досить малий, значить можна вже використовувати мікросхему.

Для більш швидкого відключення силового транзистора необхідно притягти накопичилися на його базі заряди до негативного полюса джерела живлення.

Для цього необхідно використовувати транзистор типу p - n - p.

Зробимо вибір цього транзистора.

1. Uке max = 2Un + 30%

2. Iкmax = Іб (силового ключа) max + 50%

Вибраний транзистор 2Т830А з наступними параметрами:

Ік max = 2А; Uке max = 25 В; b = 25; Uбео max = 12 В; Uке нас = 0.6 В

3.2. Управління ключем доручимо АЦП.

K554CA3Б

3 W

2 квітня

7 Q

R

8 R 9

11 Q

6 + U

-U

Виберемо компаратор К554СА3Б з наступними параметрами:

Un = +/- 15 B (+/- 1.5 В); Iпот1 <7.5 mA; Iпот0 = 5 mA;

Ucм <7.5 mB; Iвхср <0.25 mkA;

Для управління імпульсним ключем необхідно на його вхід подавати управляючі імпульси, перетворені з аналогових сигналів завдання і сигналу з датчика температури. Для цієї мети виберемо широтно імпульсну модуляцію ШІМ - 1. Я реалізую ШІМ - 1 модулятор на компараторе. Більш точна модуляція в даному проекті не вимагається т.к. на вході компаратора сигнал нескладною форми. А ШІМ - 1 більш простий в налаштуванні (легко можна подивитися на екрані осцилографа). На один вхід компаратора подаються контрольні імпульси з генератора пилкоподібних імпульсів. На інший вхід компаратора подаються сигнал завдання і сигнал з датчика температури, оброблені певним чином.

На виході компаратора утворюються управляючі імпульси.

3.3. Генератор пилкоподібних імпульсів.

Генератор пилкоподібних імпульсів зробимо на основі генератора прямокутних імпульсів побудованого на логічних елементах.

Генератор прямокутних імпульсів побудуємо на основі мікросхеми К561ЛН2, виконаної за технологією КМОП. Ця мікросхема містить 6 логічних елементів НЕ три з яких ми використовуємо. На входи решти трьох елементів подамо логічний рівень 1.

+15 B

R4

1 1 січня R7 VT

C2

R1 R2 R3 C1

VD

Зробимо розрахунок і вибір навісних елементів мікросхеми.

Генератор будемо будувати на частоту f = 10 Кгц, що відповідає періоду Т = 100 мкС.

З цієї умови вибираємо опір R4, приймаючи величину ємності С2 = 820 пФ.

R4 C2 = 100мкс R4 = 1.22 105

З ряду резисторів обраний номінал R4 = 130 Ком.

Величина паралельного опору резисторів R2 R3 повинна перебувати в межах від 3 до 4 кОм, щоб не перевантажити логічний елемент по току.

Нехтуючи R2 виберемо R3 = 3.6 кОм.

Тривалість імпульсу на виході останнього логічного елемента повинна знаходитися в межах 1 ... 2 мкс. Приймемо тривалість імпульсу tи = 1.5 мкс. У моїй схемі тривалість імпульсу визначається С1 R3 = tи. Звідси визначимо величину ємності С1.

С1 = 4.167 10-10Ф

Виберемо величину ємності С1 з ряду ємностей С1 = 3.9 10-10.

С1 R3 = 1.404 мкС. Це значення задовольняє нашому проміжку.

У моїй схемі період імпульсу визначається С1 R2 = Т.

Звідси знайдемо величину опору R2

R2 = 2.564 105Ом

З ряду резисторів виберемо номінал R2 = 2.7 105Ом.

Величина опору R1 повинна перебувати в межах

10 ... 500 Ком. Приймемо R1 = 100 Ком.

Транзистор в цій схемі обраний КТ603А з наступними параметрами Ikmax = 0.3 A; UКЕ = 30 В; b = 80.

Резистор R7 вибираємо по струму бази транзистора.

Ik = Ikmax- 30% = 0.21A

Іб = Ik / b = 2.625 mA

R7 = Un / Iб = 5714 Ом

З ряду резисторів вибираємо номінал R7 = 5.6 Ком

4. Блок живлення

-UвхСТ -Uвих -15В

+ Uвх + U вих + 15В

~ 220 В

GND

+ 5В

Блок живлення потрібен з двома двополярного джерелами. Одним п'яти вольтовим джерелом, для живлення імпульсного ключа, і другим п'ятнадцяти вольтовим джерелом живлення, для мікросхем.

Для живлення імпульсного ключа стабілізатор напруги не потрібен, і я використовую просту схему діодний міст VD11 - VD14 марки КД209 і конденсатори С14 = С15 = 100 мкФ і С12 = С13 = 0.01 мкФ.

Для решти елементів потрібно стабільне напруга живлення. Вибір стабілізатора відбувається за такими параметрами: Uст = +/- 15 +/- 1.5 В; Iст> = 0.04.

За цими параметрами обраний біполярний стабілізатор напруги в інтегральному виконанні 142ЕН6Б з наступними параметрами: Uст = +/- 15 +/- 0.015 В; Iст = 0.2 А.

Решта схема являє собою діодний міст VD2 - VD5 марки КЦ405Е. Ємності на вході стабілізатора повинні бути на два порядки вище, ніж на виході, тому обрані наступні конденсатори С4 = С5 = 1000 мкФ, а С7 = С8 = 10 мкФ.

5. Задатчик інтенсивності

R1

C1

VD1 R2

VD2 R3

C2 VD3 R4

Виходячи із завдання на курсовий проект до задатчику можна пред'явити наступні вимоги:

1. Задатчик інтенсивності повинен забезпечувати потенційну розв'язку від напруги мережі.

2. Час наростання температури 32 сек.

Потенційну розв'язку забезпечує трансформатор з коефіцієнтом передачі КПна вході задатчика.

Час наростання температури забезпечує схема інтегратора зібрана на операційному підсилювачі.

Зробимо розрахунок навісних елементів операційного підсилювача в задатчике інтенсивності.

З графіка завдання знайдемо приблизні коефіцієнти пропорційності резисторів R2 R3 R4:

Кт = Dt / DU

Dt - зміна температури на одній ділянці

DU - зміна напруги на тій же ділянці

КТ1 = 20/100 = 1.25

КТ2 = 35/100 = 0.35

КТ3 = 25/20 = 0.2

При ступінчастою подачі на задатчик інтенсивності 220 (В) в роботу включаються відразу всі резистори (R2, R3, R4). Приймемо їх паралельне опір рівним Rтретьего = 4.7 Ком.

Тоді паралельне опір резисторів R2 і R3 можна обчислити за формулою:

Rвторого = n1 ? Rтретьего = 1.679 10-4

де n1 = КТ3 / КТ2

Знайдемо величину опору R2:

R2 = n2 ? Rвторого = 2.937 104

де n2 = КТ2 / КТ1

Виберемо з ряду резисторів стандартний номінал R2 = 30 Ком

Rвторого = R2 / n2 = 1.714 104Ом

Знайдемо величину опору R3:

R3 = R2 ? Rвторого / (R2 - Rвторого) = 4104

Виберемо з ряду резисторів стандартний номінал R3 = 43 Ком

Знайдемо величину опору R4:

R4 = Rвторого ? Rтретьего / (Rвторого- Rтретьего) = 6.427 103

Виберемо з ряду резисторів стандартний номінал R3 = 6.2 Ком

За отриманим номіналах резисторів порахуємо їх загальний опір Rтретьего = 4.6 103.

Визначимо величину ємності конденсатора у зворотному зв'язку операційного підсилювача з умови:

Rтретьего ? C = 32 сек

де Rтретьего- загальний опір резисторів R2, R3, R4.

С = 32 / Rтретьего = 0.00694 Ф.

Виберемо з ряду конденсаторів стандартний номінал

С = 6800 мкФ.

Величина резистора R1 і типи стабілітронів залежать від вихідної напруги трансформатора. Приймемо вихідна напруга трансформатора U вих = 6 В, при вхідній напрузі Uвх = 220 В.

Значить коефіцієнт трансформації Ктр = 6/220 = 0.0273.

Виберемо випрямний діод Д12А з наступними параметрами: Іпр = 100 мА, Uпр = 1 В, Uобр = 50 В.

Врахуємо падіння напруги на випрямному діоді

Тоді при Uвх = 100 В Uвхоу = 1.9 В

при Uвх = 200 В Uвхоу = 4.7 В

Виберемо стабілітрони для необхідних напруг:

КС119А Uст = 1.9 В Iст = 10 мА

КС147Г Uст = 4.7 В Iст = 10 мА

Коефіцієнт посилення операційного підсилювача зробимо рівним двом, щоб операційний підсилювач не увійшов до насичення. Тоді Uвихоу = 10 В.

Конденсатор на вході операційного підсилювача повинен бути досить великої ємності, щоб згладити пульсації напруги з виходу випрямного діода.

Приймемо ємність конденсатора С2 = 2200 мкФ.

6. Датчик температури

+ 15B

R2

-15B R3

R4

R1 R5

VD

За завданням на курсовий проект датчик температури повинен бути виконаний на діоді. Вибраний малопотужний випрямляючий діод д106 з параметрами Iпрср = 1 мА; Тмах = 1250.

Резистором R1 задає струм через діод.

R1 = Un / Iпрср = 15 Ком

Подаємо на вхід операційного підсилювача опорна напруга через резистори R3 і R2.

Задамо падіння напруги на резистори R2 = 5 В, що відповідає опору R2 = U / I = 15 / 0.0001 = 150 Ком. Але резистор підлаштування і, отже, для зручності регулювання потрібен номінал в два рази більше. Приймемо опір резистора R2 = 300 Ком.

Задамо падіння напруги на резистори R3 U = 9 В при струмі через нього I = 0.00001 А.

R3 = U / I = 900 Ком

Виберемо з ряду резисторів стандартний номінал R3 = 910 Ком.

З розрахунку задатчика інтенсивності видно, що при максимумі завдання на виході датчика температури має бути +10 В.

Відповідно підберемо коефіцієнт посилення операційного підсилювача і номінали резисторів у вхідний гілки і в гілці зворотного зв'язку.

Зміна падіння напруги на діод складає 2 (мВ / С0), на всьому робочому ділянці це зміна падіння напруги складе 0.18 В. Це і буде максимальне вхідний напруга.

Тоді знайдемо коефіцієнт посилення К = U вих / Uвх = 55.56.

За цим значенням підберемо опору R5, R4.

Резистор R5 візьмемо перемінний для компенсації помилок завдання, які виникають через разбросов параметрів елементів схеми.

Приймемо величину опору R5 = 10 Ком.

Тоді R4 = 5000 ? 55.56 = 277 Ком.

Виберемо з ряду резисторів стандартний номінал R4 = 270 Ком.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка