Москва 2011. Преподаватель: Ветрова Н.А

Преподаватель: Ветрова Н.А.

И ордена Трудового Красного Знамени

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской революции

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н. Э. Баумана

Факультет РЛМ

Кафедра "Технологии приборостроения"

Домашнее задание

по дисциплине

"Основы надежности технических систем»

на тему:

« Расчет надежности электронного модуля с учетом его эксплуатации и технологического фактора»

Студент группы РЛ6-71: Федорченко А.В.

Задание

Определить значения интенсивности отказов элементов стабилизатора напряжения рис.1, предназначенного для эксплуатации в наземных стационарных условиях. Уровни качества изготовления элементов соответствует I классу.

Нередко для питания радиолюбительских конструкций требуется стабилизатор напряжения, рассчитанный на ток до 1А и обладающий низким уровнем пульсаций, небольшим выходным сопротивлением, устойчивостью к токовым перегрузкам. Этим условиям отвечает предлагаемый стабилизатор, схема которого приведена на рисунке.

Рис.1 Схема стабилизатора напряжения 12В, 1А.

При выходном напряжении 12 В и токе нагрузки до 1А его коэффициент стабилизации и коэффициент подавления пульсаций превышает 2000, а выходное сопротивление составляет 20 мОм. При появлении перегрузок стабилизатор ограничивает ток на уровне в 2...2,5 раза больше номинального тока и предохранитель успевает сгореть раньше, чем температура перехода транзистора V3 превысит максимально допустимую. Стабилизатор содержит регулирующий транзистор (V3), усилитель постоянного тока (V4) и устройство сравнения (V6). Стабилитрон V5 и резистор R6 образуют источник опорного напряжения. Цепочка R7C1 и конденсатор С2 устраняют возможное самовозбуждение стабилизатора на высоких частотах. Коллекторный ток транзистора V6 задается резистором R5 и составляет 1...1.5 мА. Резистор R3 служит для ограничения коллекторного тока транзистора V4 при переходных процессах и перегрузках стабилизатора. Поскольку источник опорного напряжения питается выходным напряжением, отсутствующим в момент включения стабилизатора, введена специальная цепочка запуска из резистора R1, стабилитрона V1 с напряжением стабилизации, равным или несколько меньшим, чем у стабилитрона V5, и развязывающего диода V2. Когда на стабилизатор подают напряжение, через резистор R1, диод V2 и транзистор V6 протекает ток, достаточный для открывания транзисторов V3 и V4. После того как стабилизатор войдет в нормальный режим работы, диод V2 отключает цепь запуска. Транзистор V3 (а при больших точках нагрузки и V4) следует установить на радиатор. Если стабилизатор возбуждается на высоких частотах, подбирают детали цепочки R7C1. В случае плохого запуска стабилизатора при подключенной нагрузке и минимальном напряжении на его входе, подбирают резистор R1 (уменьшают его сопротивление). Подбором резистора R3 устанавливают уровень ограничения тока (2...2,5 А). Стабилизатор подключают к выпрямителю, рассчитанному на ток нагрузки не менее 1 А.

Примечание: из-за использования в схеме старых элементов не имеющих аналогов, заменим диод V2 и стабилитрон V5 так, чтобы схема продолжала работать в качестве стабилизатора напряжения, но выходное напряжение составляло 6В.

Соберем схему и выполним подробный расчет в системе автоматизированного проектирования Multisim10.1. Ниже приложен скриншот с обозначениями токов и напряжений в собранной схеме.

Примечание: одновременное измерение токов и напряжений на всех необходимых участках цепи искажает реальное значение напряжений в связи со спецификой работы данной программы, поэтому данный рисунок является скорее показательным и не использовался при расчетах. Для расчетов измерялось напряжение отдельно на каждом участке цепи.

Пример:

а) б)

Показатели тока и напряжения на диоде:

а) при измерении только на одном участке цепи

б) при измерении на всех участках

Дата добавления: 2015-04-30