Расчет принципиальной электрической схемы по постоянному току: - Расчет усилителя постоянного тока
Рассчитать усилитель со светодиодом в нагрузке по постоянному току.
Напряжение питания каскада ЕП = 5В.
Для этого преобразуем принципиальную электрическую схему так, чтобы в ней остались только элементы, влияющие на режим работы по постоянному току, все элементы заданной цепи влияют на режим работы при постоянном токе.
Т. к. в нагрузке присутствует светодиод, который должен светить - то расчет данного усилителя должен начинаться именно с выбора рабочей точки светодиода. Из вольтамперной характеристики нашего диода (ИПД04А-1К) видно, что, диод будет работать стабильно при:
IД=16 мА
UД=1.6 В
IД - ток светодиода
UД - прямое напряжение на зажимах светодиода в рабочей точке
Далее выбираем типы транзисторов VT2. В данной схеме усилителя. Для оптимального режима работы транзистора необходимо выполнение условий:
UКэ. max> ЕП,
IК. max> (1, 5...2) ImН,
РК. max> PК0,
Где UКэ. max максимально допустимое напряжение между коллектором и эмиттером;
IК. max - максимально допустимый ток коллектора;
РК. max - максимально допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора;
PК0 - Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора в рабочей точке.
Из нашей схемы видно, что: IК0 = IД0,
IК0 - ток покоя в цепи коллектора VT2.
Этим условиям соответствует транзистор КТ315Ж, который обладает следующими параметрами:
UКэ. max=20 В> ЕП = 5 В,
IК. max = 100 мА> (1, 5...2) IMн = 24...32 мА,
РК. max = 150 мВт,
Проверим выполнение условия РК. max> PК0:
PК0=UКэ0*IК0 = 2*0.016 = 32 мВт
Условие выполняется.
Далее построим нагрузочную прямую и выберем рабочую точку (см. рис.2), так чтобы при изменении выходного тока рабочая точка транзистора не смещалась за пределы рабочей области. Откуда найдем напряжение покоя на VT2:
UКэ02 = 2 В
UБэ02 = 0.55 В
IБ0 = 0.25 мА
Входная и выходная статические характеристики транзистора КТ 315Ж приведены на рис. 2. На семействе выходных статических характеристик проводим линии UКэ. max, IК. max, РК. max, ограничивающие область нормальной работы транзистора.
Транзисторы VT1 и VT2 примем одной группы и серии.
Суммарное сопротивление транзисторов R5 и R6 равно:
R5+R6 = (EП - UД - UКэ02)/ IК02 = (5 - 1.6 - 2)/0.016 = 87.5 Ом
Для обеспечения стабильной работы нужно учесть следующее:
UR6 + UКэ02 = UR5 + UД0 = 0.5 EП,
Откуда
UR5 = 0.5EП - UД0
UR5 = 0.5*5 - 1.6 = 0.9 В
R5 = UR5/IК0
R5 = 0.9/1.6*10-3 = 56.25 Ом
UR6 = 0.5EП - UКэ0
UR6 = 0.5*5 - 2 = 0.5 В
R6 = UR6/IК0
R6 = 0.5/1.6*10-3 = 31.25 Ом
Принимая номинальные значения сопротивлений резисторов:
R5 = 55 Ом, R6 = 30 Ом
Мощности, рассеиваемые на резисторах равны:
PR5 = (IК02)2 * R5 = (0.016)2 * 55 = 14 мВт
PR6 = (IК02)2 * R6 = (0.016)2 * 30 = 7.68 мВт
Принимаем резисторы R5 и R6 типа МЛТ-125
Напряжение на резисторе R4 и переходе коллектор эмиттер транзистора VT1 равно напряжению на переходе база эмиттер транзистора VT2 и резисторе R6: ток усилитель вольт транзистор
UR4 + UКэ01 = UБэ1 + UR6 =0.5+0.55 = 1.05 В
В целях обеспечения базового смещения транзистора VT2 напряжение коллектор эмиттер транзистора VT1 примем равным:
UКэ1 = 1 В
Резистор R3 совместно с резистором R4 и транзистором VT1 образуют делитель напряжения в цепи базы транзистора VT2. Ток этого делителя примем равным 5IБ0. Рабочая точка транзистора VT2 имеет следующие координаты:
UКэ01 = 1 В
IК01 = 1.25 мА
IБ01 = 0.05 мА
UБэ01 = 0.45 В
Напряжение на резисторе:
UR4 = 1.05 - 1 = 0.05 В
Сопротивление резистора равно:
R4 = UR4/IК01 = 0.05/1.25 = 40 Ом
Принимаем номинальное значение сопротивления резистора:
R4 = 40 Ом
Мощность, рассеиваемая на резисторе R4 равна:
PR4 = (IК01)2 * R4 = 1.25 * 40 = 0.07 мВт
Принимаем резистор R4 типа МЛТ-125
Напряжение на резисторе R3 равно:
UR3 = EП - UКэ01 - UR4 = 5 - 1 - 0.05 = 3.95 В
Сопротивление резистора равно (примем IК01 = IД0):
R3 = UR3/ (IК01 + IБ01) - 3.95/1.5 = 2633 Ом
Примем номинальное значение сопротивления резистора:
R3 = 2.6 Ом
Мощность, рассеиваемая на резисторе R3 равна:
PR3 = (IК01 + IБ01)2*R3 = 2.25 * 2.6 = 5.85 мВт
Принимаем резистор R3 типа МЛТ-125
Выберем ток делителя равным 5IБ0 и найдем напряжение на сопротивлении R2
UR2 = UБэ01 + UR4 = 0.45 + 0.05 В
И значение сопротивления:
R2 = UR2 / 5IБ01 = 0.5/0.25 = 2 кОм
Принимаем номинальное значение сопротивление резистора:
R2 =2 кОм
Мощность, выделяемая на R2 равна:
PR2 = (5IБ01)2*R2 = (0.25*10-3)2 * 2*103 = 0.125 мВт
Примем резистор R2 типа МЛТ-125
Найдем значение сопротивления R1
R1 = (EП - UR1)/6IБ01 = (5 - 0.5)/0.05*6*10-3 =15 кОм
Принимаем номинальное сопротивление на резисторе:
R1 = 15 кОм
Мощность, выделяемая на R1 равна:
PR1 = (6IБ01)2*R1 = 1.35 мВт
Принимаем резистор R1 типа МЛТ-125.
Определяем ток и мощность, потребляемые каскадом в режиме покоя. Потребляемый ток равен:
IП = IК01 + IК02 + IБ0 + 5IБ0 = 16+1.25+0.25+0.25 = 17.75 мА
Потребляемая мощность равна:
PП = IП * EП = 88.75 мВт
Рисунок 2. Выходные характеристики
Рисунок 3. Входные характеристики
Похожие статьи
-
Выбор главной схемы электрических соединений подстанции - Расчет трансформаторной подстанции
При выборе главной схемы электрических соединений подстанции необходимо учитывать ее расчетную мощность, категории потребителей электроэнергии,...
-
Задачей данного раздела курсового проекта является определение потоков мощности по линиям выбранного варианта электрической сети и напряжений на шинах...
-
Введение - Расчет усилителя постоянного тока
Усилителями постоянного тока (УПТ) называют устройства, предназначенные для усиления по напряжению и по мощности сигналов постоянного или медленно...
-
Целью расчета установившихся режимов (электрического расчета) ЭС является определение параметров режима ветвей и узлов: потоков активной и реактивной...
-
Приведенные затраты - Расчет электрической сети микрорайона в г. Иркутск
Выбор рационального варианта сети производится на основании технико-экономических расчетов и сопоставления конкурентоспособных вариантов по минимуму...
-
Расчет токов и баланса мощностей электрической цепи
Задание 1. Найти искомые токи с помощью 1-го и 2-го законов Кирхгофа. 2. Найти эти же токи, пользуясь методом контурных токов. 3. Проверить правильность...
-
Условие задачи - Расчет электрической цепи
Два электродвигателя переменного тока подключены параллельно к цепи с напряжением U2 И работают с низким коэффициентом мощности cos1. Измерительные...
-
Выбор наиболее рационального варианта электрической сети осуществляется путем сопоставления технико-экономических параметров вариантов....
-
Сформировать схему электрических соединений для радиального варианта сети электроснабжения района, структурная схема которого приведена на рис. 1.3 а. В...
-
При сооружении линий в районах с толщиной стенки гололеда менее 20 мм целесообразно применение сталеалюминевых проводов облегченной конструкции (АСО)....
-
Составление схемы замещения и определение ее параметров Расчет токов короткого замыкания производится для выбора и проверки электрического оборудования,...
-
Если к узлу присоединены вырожденные ветви с идеальными источниками ЭДС, обладающими нулевым внутренним сопротивлением, узловое уравнение для такого узла...
-
РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ - Разработка электрической части ТЭЦ
Расчет токов короткого замыкания производим с использованием ЭВМ по программе TKZ. Для этого составим эквивалентную электрическую схему замещения...
-
Проба брал на ГПУ г. Москвы "Природный заказника "Воробъевы горы"из реки Москва, с помощью стеклянной бутыли. Затем стеклянную бутыль опускал в реку и...
-
Выбор номинального напряжения сети - Расчет электрической сети микрорайона в г. Иркутск
Длины трасс участков сети, представленной на рис. 1.4, заданы в табл. 1.12. Выбрать номинальное напряжение сети. Определим ориентировочное напряжение для...
-
Решение задачи - Расчет электрической цепи
А. Найдем активное сопротивление каждого электродвигателя, исходя из того, что активная мощность равна произведению активного сопротивления на квадрат...
-
Баланс активной и реактивной мощностей - Расчет электрической сети микрорайона в г. Иркутск
Нагрузка электроснабжение потребитель трансформатор Определить нагрузки подстанций при следующих исходных данных: Таблица 1.3 - Исходные расчетные данные...
-
Электрический расчет - Районная электрическая сеть
Электрический расчет предлагается проводить для случая, когда известна максимальная нагрузка на шинах НН. Расчет режимов выполняется методом...
-
Рис. 1 - Схема Заданы следующие значения: R1 = 18 Ом R2 = 25 Ом R3 = 20 Ом L1 = 28,65 мГн L2 = 31,83 мГн L3 = 63,66 мГн С1 = 318 мкФ С2 = 79,58 мкФ С3 =...
-
Задание №1 - Расчет усилительного каскада и однофазного трансформатора
Расчет однотактного каскада усилителя мощности Исходные данные: Вариант Д Pвых, Вт 2 Rн, Ом 16 Fн-fв, Гц 4 Fн, Гц 16 Mн 1,1 Еп, В 5 На рис. 1.1 приведена...
-
Разработка электрической схемы (выбор элементной базы, обоснование выбора) Рисунок 2- Функциональная схема блока управления Для обеспечения требований...
-
Выбор числа и мощностей силовых трансформаторов - Расчет электрической сети микрорайона в г. Иркутск
Выбрать число и мощность трансформаторов для схем электроснабжения района, представленных на рис. 1.4, рис. 1.6, рис.1.7 и рис. 1.8, с исходными данными...
-
Выбор главных схем электрических соединений подстанций - Районная электрическая сеть
Схемы электрических соединений, понижающих ПС 220/10 кВ на стороне ВН определяется назначением каждой из ПС и ее местоположением в составе сети. Это...
-
Провести проверку сети, приведенной на рис. 1.4, с исходными расчетными данными из табл. 1.12 по потере напряжения в нормальном и послеаварийном режимах....
-
ВЫБОР И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВЫДАЧИ ЭНЕРГИИ - Разработка электрической части ТЭЦ
Выбор варианта осуществляем по критерию минимума приведенных затрат: , Где - нормативный коэффициент экономической эффективности; - капитальные вложения...
-
Целью данного раздела является уточнение баланса активной и реактивной мощностей в сети с учетом уточненных значений потерь активной и реактивной...
-
Определить напряжение на шинах низшего напряжения подстанций, приведенное к стороне ВН, и выбрать регулировочные ответвления трансформаторов с РПН на...
-
Электрический расчет режимов сети - Расчет электрической сети микрорайона в г. Иркутск
Рассчитать режим сети для максимальных, минимальных нагрузок и в послеаварийном режимах. Напряжение на шинах РЭС при наибольших нагрузках и в...
-
В машинах постоянного тока малой мощности применяются почти исключительно полузакрытые пазы якоря круглой, овальной, трапецеидальной и прямоугольной...
-
Выбор единичной мощности агрегатов К основному электрическому оборудованию электростанций относятся генераторы и трансформаторы. Количество агрегатов и...
-
Расчетная часть, Расчет электрических нагрузок - Расчет токов короткого замыкания
Расчет электрических нагрузок Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всех элементов схем электроснабжения. Поэтому правильное...
-
Расчет напряжений, Мгновенные значения токов и напряжений - Расчет электрических цепей
UR1 = I1R1 = (0,926+ j0,156)*18 = 16,668+ j2,808 = 16,9028eJ10,625 В UR2 = I2R2 = (1,516 + j0,642)*25 = 37,9 + j16,05= 41,158eJ25,502 В UR3 = I3R3 =...
-
Рабочие характеристики электродвигателя - Расчет электродвигателей малой мощности
Под рабочим характеристиками электродвигателей постоянного тока малой мощности понимаются зависимости потребляемых тока и мощности, частоты вращения, к....
-
Главным параметром трансформатора является его мощность. Различают электромагнитную, полезную, расчетную и типовую мощности трансформатора....
-
Расчетная часть, Расчет токов короткого замыкания - Расчет трансформатора
Расчет токов короткого замыкания Расчет сопротивлений элементов схемы замещения. Рассчитаем сопротивления системы, в максимальном и минимальном режимах...
-
Преобразуем схему ВС, путем упрощения сплошных связей в системе и проводим расчет вероятности безотказной работы для последовательно включенных и...
-
Расчет верхней и нижней границы надежности схемы методом минимальных путей и сечений Как видно из схемы, она не является последовательно-параллельной,...
-
Класс алкилбензолов представлен 37 соединениями в табл.3, где приведены экспериментальные данные, использованные нами при определении значений параметров...
-
Введение всего одного парциального вклада типа "Cb-OH" (для учета взаимодействия ОН-группы с ароматическим ядром) в набор параметров, вычисленных на...
-
Разработка вариантов схем выдачи энергии - Разработка электрической части ТЭЦ
Составленные структурные схемы представим на рисунке 1.1 и 1.2. Рисунок 1.1 - Структурная схема к первому варианту Рисунок 1.2 - Структурная схема ко...
Расчет принципиальной электрической схемы по постоянному току: - Расчет усилителя постоянного тока