Зміст
В
Завдання. 2
Зміст. 3
1. Принцип дії пристрою. 4
1.1. Принцип дії схеми формувача. 4
1.2. Принцип роботи таймера 555 в схемі одиночного запуску. 5
2. Ескізний розрахунок. 7
2.1. Ескізний розрахунок схеми формувача. 7
2.2. Ескізний розрахунок схеми з таймером. 9
3. Вибір елементів і компонентів схеми .. 11
4. Детальний розрахунок. 13
4.1. Каскад Дарлінгтона. 13
4.2. Операційний підсилювач і схема з транзистором VT1. 13
5. Принципова схема пристрою. 14
6. Аналіз якості роботи пристрою. 15
7. Ескіз розміщення елементів і компонентів. 16
8. Визначення основних масогабаритних показників. 17
9. Список використаної літератури .. 18
Принцип дії пристрою
В В
1.1. Принцип дії схеми формувача
Пристрій складається з операційного підсилювача, каскаду Дарлінгтона і транзистора VT1, зміною режимів якого управляє таймер 555. Транзистор VT1 більшу частину часу знаходиться в режимі насичення, коли з таймера в його базу втікає струм певної величини. У цьому стані VT1 працює як низькоомний резистор, знижується потенціал бази VT2, і відключається негативна зворотній зв'язок, утворена каскадом Дарлінгтона (VT2, VT3) і резистором R1.
При запуску таймера 555, на деякий час (а точніше на 10 мс, за умовою завдання) потенціал його виходу знижується. При цьому транзистор VT1 переходить в режим відсічення. Опір переходу колектор-еммітер зростає до кількох мега. Слідом за цим підвищується потенціал бази VT2, відкривається негативний зворотний зв'язок.
При роботі операційного підсилювача в цьому режимі дотримується принцип віртуального нуля. Отже, на резисторі R1 буде падати напруга Uвх. Задавши певний номінал цього резистора, отримуємо необхідний струм навантаження. p> Транзистори, входять в каскад Дарлінгтона, працюють в лінійному режимі. Резистор R2 замикає по ланцюгу негативною зворотного зв'язку VT2. Це необхідно для стабілізації робочої точки всього каскаду. R3 обмежує вихідний струм підсилювача, коли VT1 ​​працює в режимі насичення і практично весь цей струм тече через нього.
Таким чином, схема являє собою генератор стабільного струму: величина струму навантаження залежить тільки від номіналу R1 і напруги живлення Eп і практично не залежить від Rн. br/>
1.2. Принцип роботи таймера 555 в схемі одиночного запуску
Тривалість імпульсу залежить від параметрів елементів, що входять у схему одиночного запуску таймера 555. Розглянемо цю схему. p> Усередині мікросхеми таймера розташований резистивний дільник, до якого підключені два компаратора. Ці компаратори керують роботою самого таймера. При подачі низького рівня сигналу (Меншого 1/3 * E п2 ) на вхід запуск, компаратор, підключений до входу S RS-тригера, на виході утворює значення напруги логічної одиниці.
Вважаємо, що в перший момент часу конденсатор Ct розряджений. Тоді другий компаратор утворює на вході R логічний нуль. Тригер переходить у одиничний стан. На його інверсному виході напруга падає до логічного рівня нуля. Транзистор закривається і відбувається зарядка конденсатора Ct через резистор Rt. p> Конденсатор заряджається до тих пір, поки потенціал верхньої обкладки не досягне величини 2/3 E п2 . Далі - верхній компаратор сформує сигнал і RS тригер перейде в стан нуля. Транзистор, керуючий роботою конденсатора, буде працювати в режимі насичення, і, по суті справи, станеться розрядка Ct через перехід колектор-еммітер 20-25 Ом.
Опір Rt вибираємо кілька кОм, щоб опору переходу колектор-еммітер насиченого транзистора було пренебрежимо меншим. p> На виході таймера поставлений логічний інвертор ТТЛ - серії. Він формує низький рівень сигналу для закриття транзистора VT1 в період дії імпульсу таймера. p> 2. Ескізний розрахунок
2.1. Ескізний розрахунок схеми формувача
В В
Для початку розглянемо роботу пристрою в період формування імпульсу, коли транзистор VT1 працює в режимі відсічення, включаючи зворотний зв'язок.
Принцип віртуального нуля, що виконується, оскільки операційний підсилювач охоплений зворотним зв'язком, створює на резисторі R1 падіння напруги, рівне вхідного Uвх. Знаючи максимальне значення струму навантаження Iн = 50 A при Uвх = 10 В, отримуємо точне значення резистора R1:
R1 = Uвх max /Iн max = 10 В/50 А = 0.2 Ом
При роботі пристрою, транзистори VT3 і VT2, що входять в каскад Дарлінгтона, працюють в активному режимі. При цьому на базі транзистора VT3 створюється напруга, більша Uвх на величину лижі відкритого діода база-еммітер. Аналогічно, на базі транзистора VT2 створюється напруга, більша Uвх на величину двох лиж. Отже:
<...
