Расчет однополярного блока питания для счетчика на 5 В

Исходя из таблицы 4, — требуемое напряжение нагрузки, =7 мА — максимальный ток нагрузки, — входное напряжение блока питания, частота входного напряжения , допустимое отклонение питающего напряжения , т.е. ±5%.

Выбираем функциональную схему источника питания, получающего энергию от промышленной сети частотой 50 Гц изображенную на рисунке 9.

Рисунок 9. Функциональная схема блока питания с напряжением на выходе 5 В

Для питания радиоаппаратуры часто используется схема стабилизатора напряжения на базе интегральной микросхемы , двухполупериодного мостового выпрямителя , сглаживающего конденсатора и понижающего сетевого трансформатора . (см. рисунок 10, где -напряжение первичной обмотки, -напряжение вторичной обмотки, -падение напряжения на диодном мосте, -напряжение на конденсаторе С1, -падение напряжение на микросхеме DA 1). Расчет источников вторичного электропитания будет производиться по методике, указанной в методическом пособии Чурсина Ю.А. [6].

Рисунок 10. Принципиальная схема линейного источника вторичного электропитания

Исходя из рисунка 10, следует то, что характеристики данной микросхемы должны удовлетворять следующим условиям:

, (2)

. (3)

Выбираем в качестве DA 1 микросхему типа КР142ЕН5А, которая обладает следующими параметрами [1]:

Таблица 11. Параметры микросхемы KP142EH5A

Параметр	Ед. изм.	Значение
Выходное напряжение микросхемы (фиксированное)	В
Предельный ток нагрузки	А
Разность напряжений вход-выход	В	2.5
Предельная рассеиваемая мощность (без радиатора)	Вт
Максимальное входное напряжение	В

Данная микросхема удовлетворяет условию (2): 5 В = 5 В и условию (3): 2 А≥7 мА.

Рассчитываем минимально необходимую величину постоянного напряжения, которая требуется для работы :

(4)

таким образом, напряжение на конденсаторе никогда не должно падать ниже уровня 7.5 В. Напряжение на обкладках конденсатора имеет вид, представленный на рисунке 11.

Рисунок 11. Форма колебаний напряжения на обкладках конденсатора

Рассчитаем допустимую величину отклонения питающего напряжения на обкладках конденсатора C1:

.

Конденсатор можно рассчитать по следующей формуле:

, (5)

186.6 мкФ.

При этом минимально необходимое амплитудное значение напряжение на конденсаторе U_{C 1} составит:

(6)

Рассчитаем минимальное амплитудное значение напряжения вторичной обмотки трансформатора T 1:

(7)

где — падение напряжения на диодном мосте , оно рассчитывается как сумма падения напряжений на двух открытых диодах и равна 0.7·2=1.4 В.

Рассчитаем минимальное действующее значение на вторичной обмотке:

(8)

Рассчитаем номинальное действующее значение напряжения на вторичной обмотке, т.е. при U _вх=220 В:

(9)

В данной схеме к трансформатору предъявляются следующие требования:

, (10)

. (11)

Выбираем трансформатор T 1 типа ТПК-2-9В обладающий следующими характеристиками:

Таблица 12. Характеристики трансформатора T 1 типа ТПК-2-9В

Параметр	Ед. изм.	Значение
Выходное напряжение	В
Допустимый ток нагрузки	А	0.28
Напряжение вторичных обмоток, в режиме номинальной нагрузки	В

Для трансформатора выбранного типа условия (10) и (11) выполняются: , .

С учетом параметров выбранного трансформатора рассчитываем максимальное амплитудное значение напряжения на конденсаторе C 1 по формуле (12):

. (12)

Напряжение не превышает 15 В – максимально возможного входного напряжения стабилизатора DA 1. Кроме того, зная точно ,определяем тип конденсатора : выбираем алюминиевый конденсатор радиального типа марки К50-35, максимальное напряжение 16 В, 220 емкость мкФ.

Рассчитаем мощность, выделяемую на микросхеме DA 1

(13)

Мощность P_{DA 1} не превышает предельной мощности для выбранного типа микросхемы значения – 2 Вт.

Данный диодный мост должен удовлетворять следующим условиям:

обратное напряжение моста ;

средний выпрямленный ток моста .

Выбираем диодный мост типа КЦ405Е: обратное напряжение 100 В, средний выпрямленный ток 1 А. Очевидно, что условия выполняются:

(14)

100 В >> 13.36 В,

1 А > 0.007 А.

Дата добавления: 2015-06-04