БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ (ФИЛИАЛ)

ГОУ ВПО «САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО – СТРОИТЕЛЬНЫЙ

КАФЕДРА «УПРАВЛЕНИЕ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ»

ОТЧЕТ ПО ДИПЛОМУ

ТЕМА: «РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЕМОГО ИСТОЧНИКА ДЛЯ ПИТАНИЯ СЕМИСЕКЦИОННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПРИВОДА»

Выполнил: ст. гр.УИТ-52

Горкун Д.П. ________

Руководитель

дипломного проекта

Корнилова Н.В.________

«___» __________2011 г.

2011

СОДЕРЖАНИЕ

1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СХЕМ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ДЛЯ

МНОГОСЕКЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРИВОДОВ

1.1 Линейные стабилизаторы на дискретных элементах

Источник питания с защитой на составном транзисторе и TL430/1

Рисунок 1 – Источник питания с защитой на составном транзисторе и

TL430/1

Начиная с величины выходного напряжения V = 15 В, выходной ток может достигать 2 А. На транзисторе Т2 выполнена схема ограничения тока, светодиод зажигается при перегрузке.

Бестрансформаторный двухполярный источник питания

Рисунок 2 – Бестрансформаторный двухполярный источник питания

Удвоитель напряжения работает как два однополупериодных выпрямителя. Как и в предыдущем случае, рабочее напряжение конденсатора С1 должно составлять 400 В постоянного тока, либо 250 В переменного. Резистор R1 (180 Ом) ограничивает пусковой ток.

1.2 Линейные стабилизаторы на интегральных схемах

Прецизионный стабилизатор напряжения 5 В

Рисунок 3 – Прецизионный стабилизатор напряжения 5 В

В примере показан стабилизатор 5 В, 3 А на LM123. Необходим дополнительный стабилизатор отрицательного напряжения.

Регулируемый источник питания от 0 до 30 В на LM117

Рисунок 4 – Регулируемый источник питания 0-30 В на LM117

При высоких входных напряжениях от микросхемы LM117 выходной ток за счет падения напряжения на самом стабилизаторе может и не достигнуть номинального значения в 1,5 А, так как термозащита способна вызвать ограничение по току.

Высокостабильный источник напряжения 10 В

Рисунок 5 – Высокостабильный источник напряжения 10 В

В диапазоне температур от 0 до 70 °С дрейф напряжения составляет величину менее 5 мВ. При использовании транзистора типа 2N2907 максимальный выходной ток составляет 25 мА.

1.3 Линейные стабилизаторы на напряжение выше 40 В

Стабилизатор 100 В / 100 мА на LT317AT

Рисунок 6 – Стабилизатор 100 В / 100 мА на LT317AT

Стабилитрон 1N3031 поддерживает необходимое напряжение в регулирующей цепи. Защита от короткого замыкания может быть гарантирована только в случае использования трансформатора, насыщающегося при токе 120 мА во вторичной обмотке. Кроме того, следует обеспечить тепловой контакт между корпусами транзистора Q1 и микросхемы.

Источник напряжения от 0 до 500 В / 6 мА

Рисунок 7 – Источник напряжения от 0 до 500 В / 6 мА

Напряжение 5 В, которое обеспечивается микросхемой IC2, является опорным. Пороговый уровень ограничения по току составляет

6 мА. Конденсатор С8 должен быть расположен непосредственно на выходе.

Силовая цепь, управляемая микросхемой L200

Рисунок 8 – Силовая цепь, управляемая микросхемой L200

Стабилизатор L200 образует эмиттерное сопротивление для транзистора Т1, зависящее от выходного напряжения за счет делителя R1 / R2. Резистор R3 ограничивает эмиттерный ток на уровне 450 мА. Работа схемы определяется минимальным током в резисторе RL, а также от сопротивлений этих двух резисторов, которые обеспечивают достаточное напряжение на входе стабилизатора.

1.4 Линейные источники питания на несколько напряжений

Двухполярный стабилизатор напряжения на RC4194

Рисунок 9 – Двухполярный стабилизатор напряжения на RC4194

Выходное напряжение устанавливается из расчета 2,5 В на каждый килоом резистора R0. Входное напряжение ограничено уровнем 35 В.

Внутреннее падение напряжения составляет 3 В. При токе 2,5 А на выходе наблюдаются изменения напряжения на 10 мВ. Ограничение по току составляет Rsc = 0,7 / Imax.

Двухполярный стабилизатор на 2 А

Рисунок 10 – Двухполярный стабилизатор на 2 А

Нерегулируемые стабилизаторы типа L78SXX выпускаются на 5, 7, 5, 9, 10, 15, 18 и 24 В. Их входное напряжение должно быть по крайней мере на 2 В больше, чем выходное. Операционный усилитель LS141 и мощный pnp-транзистор 2N6124 образуют ведомый стабилизатор отрицательного напряжения.

Источник питания на два напряжения на LT1020

Рисунок 11 – Источник питания на два напряжения на LT1020

Выходные напряжения 5 и 12 В получают при помощи внутреннего опорного напряжения 2,5 В. Ток нагрузки по шине 5 В способен достигать 125 мА. На выходе 12 В он зависит от типа радиатора транзистора.

1.5 Стабилизаторы тока

Преобразователь напряжение/ток

Рисунок 12 – Преобразователь напряжение/ток

Подавать управляющее напряжение на эту схему можно как относительно земли, соединив с ней один из входов, так и дифференциально. Устройство с точностью до 0,01% преобразует изменения входного напряжения 10 В в изменения тока 10 мА.

Регулируемый источник тока от 100 до 500 мА

Рисунок 13 – Регулируемый источник тока от 100 до 500 мА

Источник стабильного тока на транзисторе Т1 питает стабилитрон, напряжение на котором сравнивается с падением напряжения на резисторе R1. Рекомендуется выбирать R1 равным 3 Ом при токах от 200 до 500 мА, 10 Ом при токах от 100 до 200 мА, 39 Ом при значениях меньше 100 мА.

Генераторы стабильного тока на LM109 и LM340

Рисунок 14 – Генераторы стабильного тока на LM109 и LM340

Получаемый ток определяется формулой I = Vref / R1, то есть 5 В / R1. Максимальное значение напряжения на нагрузке равно V2-V1 = 7,5 В.

1.6 Импульсные источники питания

Регулируемый источник питания от 0 до 30 В / 4 А на L269

Рисунок 15 – Регулируемый источник питания от 0 до 30 В / 4 А на L269

Если подключить потенциометр Р2 к источнику положительного напряжения, то на выходе можно получить напряжения ниже внутреннего опорного, составляющего 5,1 В. При настройке поставить движок потенциометра Р1 в нижнее (по схеме) положение, подстроить Р2 до получения выходного напряжения 30 В.

Регулируемый источник питания 5,1-15В / 2,5А на L4960

Рисунок 16 – Регулируемый источник питания 5,1-15В / 2,5А на L4960

Нестабильность напряжения на выходе составляет 10 мВ при колебаниях тока нагрузки в пределах от 1 до 2 А и колебаниях входного напряжения, составляющих 10%. Частота — 10 кГц. Ограничение тока внутреннее.

Источник питания 5 В / 4 А на LH1605

Рисунок 17 – Источник питания 5 В / 4 А на LH1605

В схеме ограничения тока использованы операционный усилитель LM358 и транзистор 2N2222. Схема начинает работать при 5 В, а ток короткого замыкания равен 1 А. Частота преобразования составляет 25 кГц и определяется конденсатором, подключенным к выводу 4. КПД равен 69%.

Понижающий преобразователь 5 В / 2 А на TL497A

Рисунок 18 – Понижающий преобразователь 5 В / 2 А на TL497A

Встроенный диод стабилизатора (между выводами 6 и 7) заменен дискретным. Порог защиты по току задается напряжением 0,7 В между выводами 13 и 14. Опорное напряжения компаратора составляет 1,2 В.