Стабілізатор напруги Опис і

Калузький державний машинобудівний коледж

Спеціальність: 2101

Пояснювальна записка до

дипломного проекту

на тему:

Стабілізатор напруги.

ДП.2101.24.120.00.000.ПЗ

м. Калуга

1.2 ЗАВДАННЯ

на дипломне проектування

студенту Хоменко Андрію Володимировичу.

відділення очне групи Е - 120

спеціальність 2101 «Автоматизація технологічних процесів і виробництв»

Тема проекту: Стабілізатор напруги.

Вихідні дані:

1.Тип систем Автоматичний пристрій

2.Наіменованіе вузла Стабілізатор напруги

Студент Хоменко Андрій Володимирович.

Керівник проекту Левинський Володимир Іванович.

Консультант з організаційно-

Економічної частини Шафарж Ірина Степанівна

Дата видачі завдання 26.04.04

Дата виконання проекту 22.04.04

Зміст

1.2 Завдання

1.3 Введення

1.4 Опис та аналіз аналогів

1.5 Опис проблемної ситуації

1.6 Конструкторська частина

1.6.1 Призначення, область застосування, технічні дані проектованого електронного пристрою

1.6.2 Опис роботи проектованого електронного пристрою

1.6.3 Опис роботи стабілізатора напруги за принциповою схемою

1.6.4 Обгрунтування вибору і опис елементної бази приладу

1.6.5 Електричний розрахунок обраного каскаду для дискретних ЕРЕ

1.6.6 Розрахунок надійності проектованого пристрою

1.6.7 Опис конструкції проектованого електронного пристрою

1.6.8 Електричний розрахунок обраного каскаду для дискретних ЕРЕ

1.7 Технологічна частина

1.7.1 Інструкція з експлуатації спроектованого електронного пристрою

1.8 Організаційна частина

1.8.1 Організація робочого місця техніка-електромеханніка

1.8.2 Організація виконання профілактичних, регламентних ремонтних робіт та метрологічних перевірок в процесі експлуатації електронних пристроїв

1.8.3 Техніка безпеки при експлуатації і виконання технічного обслуговування електронних пристроїв, систем, КВП

1.9 Економічна частина

1.9.1 Визначення кількості монтажних столів і слюсарно-складальних столів

1.9.2 Визначення кількості монтажників, слюсарів, складальників, і всього штату ділянки

1.9.4 Розрахунок площі ділянки

1.9.5 Розрахунок тривалості технологічного циклу

1.9.6 Розрахунок вартості матеріалів

1.9.7 Розрахунок періоду запуску-випуску приладів і визначення заділів незавершеного виробництва

1.9.8 Складання калькуляції собівартості

1.10 Список використаної літератури

1.11 Додаток

1.3 Введення

Технічний прогрес і зростання продуктивності праці немислимі без масового застосування радіоелектроніки, автоматики та автоматизованих систем управління, виконаних на базі електронних обчислювальних машин (ЕОМ). Технічні засоби, що створюються на основі радіоелектроніки, необмежено розширюють можливості людини. За допомогою радіоелектроніки здійснюються програма завоювання людиною космічного простору, запуск штучних супутників Землі. Радіоелектронну апаратуру застосовують на виробництві, транспорті, медицині, побуті. Важко назвати галузь народного господарства, в якій у тій чи іншій мірі не використовувалися б кошти радіоелектроніки.

Темпи впровадження радіоелектроніки у всі галузі науки і техніки зростають нестримно. Настав час, коли рівень виробництва електронної апаратури стає одним з найважливіших чинників, що визначають рівень технічного розвитку країни.

В останні десятиліття в нашій країні і за кордоном виникла і активно розвивається нова галузь промисловості - виробництво електронних обчислювальних машин, чому передував тривалий етап розвитку не тільки електро-і радіотехніки, а й математики, фізики, хімії. Поява обчислювальних машин спочатку пояснювалося прагненням людини полегшити виконання трудомістких обчислювальних робіт.

Багато видатних вчених, інженерів і винахідників працювали над створенням різного роду пристосувань, приладів і машин, що полегшують і прискорюють процес обчислень. Великий внесок у цю галузь техніки внесли фахівці нашої країни.

У нашій країні особливо широко розгорнулися роботи зі створення на базі засобів обчислювальної техніки автоматизованих систем управління підприємствами, об'єднаннями і цілими галузями народного господарства.

Впровадження радіоелектроніки в усі галузі народного господарства, успіхи радіо і телебачення вимагають великої кількості висококваліфікованих фахівців, підготовка яких у професійно-технічних навчальних закладах набуває важливого значення. Особливе місце при цьому займає навчання монтажу радіоапаратури, приладів та ЕОМ, так як монтажні, а особливо електромонтажні роботи, складають при виготовленні окремих видів виробів від 40 до 60%.

Технологічний процес виготовлення радіоапаратури, приладів та ЕОМ включає три основні групи робіт: складальні, монтажні і регулювальні. Робітник, зайнятий цими роботами, повинен знати призначення і принцип дії монтуються виробів, взаємозв'язок між цими деталями, елементами і блоками, а також технологію виробництва радіоапаратури, способи поопераційного монтажу виробів проводами, друкованого монтажу, пайки, правила виготовлення м'яких і жорстких схем. Так як при виготовленні радіоапаратури використовується велика кількість різноманітних деталей, ізоляційних і допоміжних матеріалів, монтажник радіоапаратури і приладів повинен уявляти собі технологічний процес їх виготовлення, призначення, параметри і властивості.

Останнім часом в радіоаматорського практиці знаходять застосування низькочастотні підсилювальні пристрої з шіротноімпульсной модуляцією. Такі пристрої мають високий ККД при будь-яких рівнях сигналу і стійкість до самозбудження. Разом з тим підсилювачі низької частоти володіють недоліками із-за обмеженого частотного діапазону і підвищеного рівня нелінійних спотворень. Застосування їх перспективно в тих випадках, коли на перше місце висуваються вимоги економічності, надійності, стабільності при помірних вимогах до якості вихідного сигналу: багатоканальна гучномовний зв'язок, селекторні пристрої, мегафони і т.п.

1.4 Опис та аналіз аналогів

Цей пристрій використовують для живлення субблоків постійною напругою, так як напівпровідникові прилади працюють на малих струмах і напругах. На вхід пристрою поступає змінну напругу до 22,5 вольт, з виходу знімається постійне стабілізоване п'яти вольтовое напруга необхідне для нормальної роботи субблоків.

У порівнянні з параметричним блоком живлення імпульсний блок живлення має багатьма плюсами.

Параметричний блок живлення має великий громосткостью, споживає більше потужності і виділяє велику кількість тепла, вимагає більш масивний радіатор для відведення тепла, має менший коефіцієнт корисної дії на розсіювання тепла.

1.5 Опис проблемної ситуації

Перевагою розробленого пристрою в порівнянні з близькими до нього за принципом дії іншими пристроями є те, що для підтримки постійної величини вихідної напруги використовується принцип широтно-імпульсної модуляції. Величина вихідної напруги не буде залежати від амплітуди імпульсів.

Вітчизняна промисловість випускає вузьку номенклатуру пристроїв такого типу.

Зарубіжні пристрої хоча і мають перевагу в роботі, але їх ціна висока і малодоступна середньому покупцям.

Тому було поставлено завдання розробити пристрій, що задовольняє потреби.

1.6 Конструкторська частина

1.6.1 Призначення, область застосування, технічні дані проектованого електронного пристрою

Призначений для забезпечення субблоків систем ЧПУ 2Р22, 2Р42, стабілізованою напругою живлення, необхідне для роботи мікросхем ТТЛ логіки.

Технічні дані:

1.6.2 Опис роботи проектованого пристрою за функціональною схемою

Функціональна схема стабілізатора напруги складається з наступних блоків:

-Схема порівняння (транзистор VI 9, резистор R 27, стабілітрон V 20);

-Генератор, що задає (транзистори V 16, V 17, резистори R 23, R 25, R 26, конденсатор С9);

-Інтегруюча ланцюг (резистори R 21, R 23,
конденсатор С8);

-Модулятор тривалості імпульсів (транзистори V 13, V 14, резистори R 8 - R 12);

-Підсилювач потужності (транзистори V 9, V 10, резистори R 1, R 2, R 4, R 16);

-Параметричний стабілізатор (діод V 5, конденсатори С5, С7, резистор R З, стабілітрон V 12);

-Дільник напруги (резистори R 28 - R ЗО, діоди V 21 - V 23);

-Захист від перевантаження (транзистори V 15, V 18, резистори R 5 - R 7, R 17, R 24, конденсатор С10);

-Захист від перенапруги (тиристор V 26, стабілітрон V 27, резистор R 31);

-Високочастотний фільтр (дросель L 2).

1.6.3 Опис роботи проектованого пристрою за принциповою схемою

Постійна напруга, що отримується від випрямляча, перетворюється за допомогою транзисторного ключа в прямокутні імпульси, наступні з постійною частотою. Ці імпульси надходять на згладжує фільтр. На виході фільтра виділяється постійне (вихідна) напруга, рівне середньому значенню імпульсного напруги, що подається на вхід фільтра.

Для підтримки постійної величини вихідної напруги використовується принцип широтно-імпульсної модуляції. Величина вихідної напруги не буде залежати від амплітуди імпульсів.

Середнє значення імпульсного напруги буде підтримуватися на одному рівні, якщо при збільшенні або зменшенні амплітуди імпульсів, що відбувається при зміні напруги мережі, відповідно зменшувати або збільшувати тривалість імпульсів на виході транзисторного ключа.

Необхідна тривалість імпульсів встановлюється таким чином.

Напруга зворотного зв'язку, що знімається з виходу фільтра, що згладжує через дільник напруги надходить на схему порівняння, де проводиться порівняння частини вихідної напруги з еталонним напругою, а також посилення сигналу неузгодженості. Напруга неузгодженості надходить на вхід модулятора тривалості імпульсів. На вхід модулятора надходить також через інтегруючу ланцюг і резистор К20 пилкоподібну напруга, що виробляється генератором, що задає (несиметричний мультивібратор). Модулятор тривалості імпульсів представляє собою тригер Шмідта. Якщо на вхід тригера подавати пилкоподібну напруга, то при певному рівні напруги, званому рівнем спрацьовування, відбудеться перемикання тригера. Тригер буде перебувати в цьому стані до тих пір, поки вхідна напруга не зменшиться до рівня, при якому тригер повертається в початковий стан. Тривалість вихідних імпульсів тригера буде визначатися часом між перемиканням тригера. Імпульс напруги з модулятора тривалості імпульсів через підсилювач потужності управляє транзисторним ключем. Схема порівняння, генератор, що задає модулятор тривалості імпульсів харчуються параметричним стабілізатором.

Комутаційний діод призначений для замикання струму дроселя L 1 в момент, коли транзисторний ключ закритий.

Захисту від перевантажень і від перенапруження аналогічні відповідним захистах в стабілізаторі напруги СН-11М

Для контролю роботи стабілізатора використовуються світлодіод V 28 і гнізда XI, Х2.

1.6.4 Обгрунтування вибору і опис елементної бази приладу

Транзистори.

КТ315Г.

Призначені для роботи в схемах підсилювачів високої проміжної і низької частоти.

Випускаються в пластмасовому корпусі. Позначення типу приводиться на етикетці.

Маса транзистора не більше 0,18 м.

Електричні параметри.

Граничні експлуатаційні параметри