2. РАСЧЁТ ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА УСИЛЕНИЯ,

РАБОТАЮЩЕГО В КЛАССЕ В

2.1 Выбор транзисторов мощного каскада усиления

Определяем напряжение на нагрузке:

В

Определяем напряжение питания:

В

В соответствии с рядом номинальных напряжений полученное значение округляем до В

Тогда требования к транзистору:



Выбираем универсальные, низкочастотные мощные биполярные транзисторы MJE15028 и MJE15029, удовлетворяющие условиям, паспортные данные транзисторов приведены в таблице 1.

2.2. Расчёт площади теплоотвода и числа параллельно включаемых транзисторов

Произведём расчёт площади радиатора в виде плоской пластины и числа параллельно включенных транзисторов для следующих исходных данных:

– Транзисторы марки MJE15028 (MJE15029)

– Допустимая температура перехода Т˚_п.доп = 150 ˚С

– Коэффициент теплоотдачи К_т = 0,0015 Вт/см²· град

– Тепловое сопротивление корпус-переход R_кт = 0,5 ˚С/Вт

– Тепловое сопротивление корпус-среда R_кс = 62,5 ˚С/Вт

– Максимальная температура среды Т˚_с.в. = 60 ˚С

– Тепловое сопротивление переход-корпус R_пк = 2,5 ˚С/Вт

– Коэффициент загрузки К_з = 0,8

– Максимальная рассеиваемая мощность Вт

Таблица 2 – Паспортные данные транзисторов MJE15028 и MJE15029

Параметры	Ед. изм.	Марки транзисторов и тип их проводимости
		MJE15029 (p-n-p)	MJE15028 (n-p-n)
Uкэ.доп	В	120	120
Uкэ.нас(приIк=3А,Iб=0,3А)	В	0,5	0,5
Uбэ.доп	В	5	5
Uбэ.нас(приIк=3А,Iб=0,3А)	В	1	1
Iк.доп	А	8	8
Iб.доп	А	2	2
Iкб0	мА	10	10
Iэ0	мА	-	-
Pк.доп	Вт	50	50
	-	40	40
	-	-	-
Rп.к.	˚С/Вт	2,5	2,5
Rк.с.	˚С/Вт	62,5	62,5
Т˚п.доп	˚С	150	150
ƒгр	МГц	30	30
Q1	см²	1,5	1,5
M	г	2,24	2,24

---

Определяем область допустимых значений:





Построим графики зависимостей и , где – площадь поверхности для размещения параллельно включенных транзисторов, – площадь теплоотвода для транзисторов (рис. 1).









Рис.1 –Зависимости и

Оптимальное число пар параллельных транзисторов , откуда площадь теплоотвода .

Так как большое число параллельно включенных транзисторов уменьшает надежность и увеличивает стоимость разрабатываемого усилителя, то целесообразно принять .

При получаем, что – для плоского радиатора.

Исходя из габаритных показателей лучше всего взять вместо плоского ребристый радиатор, устройство которого показано на рис. 2.



Рис. 2 – Схематичное устройство радиатора

Применение теплоотвода в форме параллелепипеда с профрезерованными ребрами позволяет существенно уменьшить размеры основания радиатора. В этом случае площадь основания теплоотвода будет cм².

2.2.1 Расчёт конструкции теплоотвода

Проведём расчёт конструкции ребристого теплоотвода для следующих исходных данных:

---

– мощные транзисторы марки MJE15028 и MJE15029, которые имеют площадь основания (габаритная площадь): см²;

– рассеиваемая транзисторами мощность: Вт;

– тепловое сопротивление между корпусом транзистора и теплоотводом: ⁰С/Вт;

– тепловое сопротивление переход-корпус ⁰С/Вт;

– допустимая температура перехода ⁰С;

– число параллельно включённых транзисторов: ;

площадь основания ребристого радиатора cм².

Возможны два инженерных решения по конструированию радиатора:

- размещение нескольких (в рассматриваемом случае двух) параллельно включаемых транзисторов на одном радиаторе;

- размещение каждого из параллельно включаемых транзисторов на отдельном радиаторе. При этом полученную площадь основания, так же как и рассеиваемую мощность, следует разделить на число параллельно включаемых транзисторов.

1. Определяем тепловой коэффициент проектируемого радиатора:

⁰С/Вт

Величина физически реализуемая, таким образом размещаем оба транзистора на одном радиаторе.

2. В качестве исходного материала выбираем алюминий, имеющий теплопроводность Вт/м*град

3. Исходя из площади основания теплоотвода cм², полученной для двух параллельно включенных транзисторов, задаёмся размерами основания радиатора для одного транзистора: длиной см, шириной см и толщиной основания мм

4. Поскольку транзисторы марки MJE15028 и MJE15029 имеют основание в виде прямоугольника, то для проведения дальнейших расчётов находим радиус эквивалентной окружности для 2-х транзисторов:

---

м

Затем определяем коэффициенты:





где - радиус эквивалентной окружности транзистора

5. По полученным значениям и из таблицы определяем критерий

6. Затем находим значение коэффициента теплоотдачи поверхности радиатора



7. После определения находим значение коэффициента :



8. По известным и из графиков определяем величину .

9. Далее определяем величину перегрева радиатора в области монтажа транзистора

⁰С

10. Полученные в предыдущих пунктах расчёта значения величин и ⁰С позволяют рассчитать среднеповерхностный перегрев радиатора



и максимальную температуру теплоотвода

⁰С

11. Используя значение ⁰С и таблицу, определяем коэффициент

12. Затем вычисляем коэффициенты и (для неокрашенного радиатора:

---

; :

Вт/м²·град

Вт/м²·град

13. Далее определяем суммарный коэффициент

Вт/м²·град

а затем эффективный коэффициент теплоотдачи ребристой поверхности радиатора

Вт/м²·град

14. По найденному значению определим площадь ребристой поверхности радиатора

м²

Определим число рёбер , приняв и :



15. В заключение расчёта конструкции радиатора определим высоту рёбер

м

16. Габаритный объём двух отдельных радиаторов:

см³

2.3. Расчёт величин сопротивлений уравнительных резисторов

Проведём расчёт величин уравнительных резисторов для схемы, изображённой на рис. 3, в которой в параллель включены два транзистора MJE15028 и MJE15029, обеспечивающие А. Примем допустимую разницу температур коллекторов транзисторов

⁰С; ;

Вычислим допустимую величину отношения токов параллельно соединённых транзисторов:





Рис. 3 – Схема плеча выходного каскада с общим эмиттером

---

Смотрите также файлы

• Выдающийся советский психолог и педагог П. П. Блонский.docx

• Социальнопсихологический тренинг как метод обучения персонала.docx

• Бизнесплан это документ, который описывает все основные аспекты будущего фирмы или новой деятельности, содержит анализ всех проблем, с которыми она может столкнуться, а также способы решения этих проблем.doc

• К курсовой работе.docx

• 2. Страны, граничащие с Россией. Крайние точки. Атлас 8 класс. Карта Географическое положение России.docx