рум для оптопари (тобто вхідний струм потужного каскаду) становить 200 мА (оптопара АОТ110А). Тому якщо I бVTмощ.каскада? 200 мА, то необхідно застосування кілька предмощних транзисторів. Кожен транзистор дозволяє зменшити вхідний струм (I б) в В раз (I до? У? I б, де В - умовний коефіцієнт посилення по струму). У нашому випадку I бVT=19 мА? 200 мА, тому досить одного предмощного транзистора.
Предмощние каскади призначені для формування імпульсів відкриває і закриває полярності по відношенню до потужним ключам. Для формування двополярної імпульсів необхідні 2 джерела живлення.
Існує безліч рішень у створенні предмощних каскадів, але найбільше посилення по струму забезпечують схеми еммітерной повторювачів. Вони ж дають і максимальну швидкодію. Для подальшого збільшення коефіцієнта посилення по струму застосовують складені транзистори.
На підставі методичного посібника та вихідних даних, компонуємо принципову схему предмощного каскаду (рисунок 3.2). У даному курсовому проекті використовується схема складових транзисторів на комплементарних парах. У зв'язку з тим, що біполярні ключі, яким необхідно відкриває U і I, а також закриває U і I, предмощний каскад повинен формувати + і - полярності. Для двополярності імпульсів необхідні два джерела живлення.
Малюнок 3.2.- Схема електрична принципова предмощного каскаду
Предмощний каскад повинен бути як можна більш високочастотним, оскільки чим крутіше фронти, тим менше втрати у вихідних силових ключах.
Зазвичай предмощние каскади використовують схеми типу повторювачів і складені транзистори.
Розрахунок предмощного каскаду почнемо з вибору комплементарної пари VT2 і VT4. Вихідними даними є струм і напруга живлення. Через невеликої величини і широкого розповсюдження джерел 5 В приймаємо напруга живлення Е1=Е2=5В. Ці транзистори вибираємо на подвійне напруга, оскільки в імпульсному режимі один з них відкритий, а інший закритий. Отже, до одного з них прикладається подвійне напруга. Струмом I к2 транзистора VT2 є струм бази I б1 силового ключа VT5.
За довідником вибираємо транзистори комплементарних пар КТ6116А і КТ6117А, з наступними параметрами:
- максимально допустимий постійний струм колектора=0.6А;
напруга насичення колектор-еммітер=0,6 В;
коефіцієнт передачі=25;
струм бази max=0,1А;
час закриття 0,3 мкС;
максимальна розсіює потужність Рк=0.62Вт.
Розрахуємо опір R1:
(5.2.1)
де UБЕVT5 - постійна напруга база-емітер транзистора VT5.
R1=10 Ом - стандартний номінал по ряду Е12.
Розрахуємо потужність розсіювання за формулою:
(5.2.2)
Розрахуємо потужність, що розсіюється транзистором VT2 за формулою (4.1.22):
Так як величина розраховується потужності задовольняє умові Ртр lt; Рдоп, то розрахунок зроблений коректно.
Зробимо вибір транзисторів VT1, VT3. Ці транзистори вибираються на подвійне напруга UКЕдоп? 2 · Е1:
, (5.2.3)
де В - умовний коефіцієнт посилення по струму і приймаємо В=10, тоді
За отриманими параметрами вибираємо транзистори КТ361А і КТ371А з наступними параметрами:
максимально допустимий постійний струм колектора: IК max=0.01А;
- напруга насичення колектор-емітер U КЕ нас=0.6 В;
- коефіцієнт передачі h 21Е=100.
Розрахунок потужності розсіювання цих транзисторів не виготовляємо, тому вони працюють в полегшених режимах.
Діод VD має подвійне призначення:
захищає перехід емітер-база транзистора VT5 від напруги Е;
утворює невелику утримуючу величину, при якій VT5 закритий.
Виходячи з проведених розрахунків, вибираємо діод КД243A.
U доп=30В
I доп.і. =5А
F доп=800кГц
3.3 Розрахунок гальванічної розв'язки
В якості гальванічної розв'язки застосуємо оптичну зв'язок. Оптичний зв'язок захищає попередні інформаційні каскади від високої напруги вихідних каскадів.
З погляду мінімізації числа елементів схеми, доцільно в якості гальванічної розв'язки використовувати діод-транзисторну схему оптопари типу АОТ. Вибираємо одну з типових схем гальванічної розв'язки, яка показана на малюнку 3.3.1.
Малюнок 3.3 - Схема гальванічної розв'язки
Транзистори оптопари (VT 1опт, VT 2опт) повинні працювати в ключовому режимі, допустимий вихідний струм елемента двійкової логіки повинен бути більше вхідно...
