Разработка электрической принципиальной схемы модуля аналогового вывода

       Мощность  P_DA1 не превышает предельного для выбранного типа микросхемы значения – 2(Вт).

       Выбор диодного моста VD1.

       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:

 (5.14)

       5.2 Расчет источника питания на - 5 В

       Определим максимальный ток нагрузки для источника  питания на      +10(В). Величина токов ИС:

• ток, потребляемый ИС МАХ504         0,12мА

       Итого Σ=0,12 мА.

       Дано:  U_H= –5 (В) - требуемое напряжение нагрузки, I_H^max=0,00012 (A) - максимальный ток нагрузки, U_ВХ=220(В) - входное напряжение блока питания, частота входного напряжения f=50(Гц) , допустимое отклонение питающего напряжения a=0,01, т.е. ±1%.

       Расчет  источника питания на –5 (В) полностью аналогичен расчету источника питания на +5(В).   

       Выбираем  микросхему стабилизатора DA2:

       Характеристики  данной микросхемы должны удовлетворять  следующим условиям

 (5.15)

                                                                                               (5.16)

       Выбираем  в качестве DA2 микросхему типа КР1162ЕН5А с параметрами, указанными в таблице 3:

       Таблица 3 Параметры микросхемы КР1162ЕН5А

         

       Данная  микросхема удовлетворяет условиям (5.15) и (5.16).

       Рассчитываем  минимально необходимую величину постоянного  напряжения U_С, которая требуется для работы .

(В) (5.17)

       Таким образом, напряжение на конденсаторе С2 никогда не должно падать ниже уровня 10 (В).

       Рассчитываем  емкость конденсатора С2

       Пусть ∆U_C2=1(B). Конденсатор C2 можно рассчитать по следующей формуле

                                                             (5.18)

       Формула справедлива только для двухтактной  схемы выпрямления.

                                              (5.19)

       При этом минимально необходимое амплитудное  значение напряжение на конденсаторе U_C2 составит:

            (5.20)

       Рассчитываем  минимальное амплитудное значение напряжения вторичной обмотки трансформатора T2:

     (5.21)

       где U_VD2=1,4(В) - падение напряжения на диодном мосте VD2, оно рассчитывается как сумма падения напряжений на двух открытых диодах и равна 0,7·2=1,4(В).

       Рассчитываем  минимальное действующее значение на вторичной обмотке

                            (5.22)

       Рассчитываем  номинальное действующее значение напряжения на вторичной обмотке, т.е. при U_ВХ=220(В):

 (5.23)  

       Выбор трансформатора T2.

       В данной схеме к трансформатору предъявляются  следующие требования:

 (5.24)

 (5.25) 

       Выбираем  трансформатор T2 типа ТПК-2-24В [9] со следующими характеристиками:

       Таблица 4 Параметры трансформатора ТПК-2-24В

         

       Для трансформатора выбранного типа условия  выполняются.

       С учетом параметров выбранного трансформатора рассчитываем максимальное амплитудное  значение напряжения на конденсаторе С2:

      (5.26)

       Напряжение U_{C(ампл.)max} не превышает 35(В) – максимально возможного входного напряжения стабилизатора DA2. Кроме того, зная точно U_{C(ампл.)max}, определяем тип конденсатора C2: выбираем электролитический конденсатор марки К22У-1, максимальное напряжение 35(В), емкость 220(мкФ).

       С2: К22У-1 – 220 мкФ – 35В

       Рассчитываем  мощность, выделяемую на микросхеме DA2:

       (5.27)

       Мощность P_DA2 не превышает предельного для выбранного типа микросхемы значения – 1,5 (Вт).

       Выбор диодного моста VD2.

       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:

     (5.28)

       5.3 Расчет источника питания на + 15(В)

       Определим максимальный ток нагрузки для источника питания на      +15(В).Величина токов ИС:

• ток, потребляемый ОУ К574УД1А  7,5 мА

       Итого Σ=7,5 мА.

       Дано:  U_H=15(В) - требуемое напряжение нагрузки, I_H^max=0,0075 (A) - максимальный ток нагрузки, U_ВХ=220(В) - входное напряжение блока питания, частота входного напряжения f=50(Гц) , допустимое отклонение питающего напряжения a=0.05, т.е. ±5%.

       Расчет  источника питания на +15(В) полностью аналогичен расчету источника питания на +5(В).   

       Выбираем  микросхему стабилизатора DA3:

       Характеристики  данной микросхемы должны удовлетворять  следующим условиям

 (5.29)

                                                                                               (5.30)

       Выбираем  в качестве DA3 микросхему типа КР142ЕН8В с параметрами, указанными в таблице 7:

       Таблица 5 Параметры микросхемы КР142ЕН8В:

 

       Данная  микросхема удовлетворяет условиям (5.29) и (5.30).

       Рассчитываем  минимально необходимую величину постоянного  напряжения U_С, которая требуется для работы .

(В) (5.31)

       Таким образом, напряжение на конденсаторе С3 никогда не должно падать ниже уровня 20(В).

       Рассчитываем  емкость конденсатора С3

       Пусть ∆U_C3=1(B). Конденсатор C3 можно рассчитать по следующей формуле

                                                             (5.32)

       Формула справедлива только для двухтактной  схемы выпрямления.

                                             (5.33)

       При этом минимально необходимое амплитудное  значение напряжение на конденсаторе U_C3 составит:

            (5.34)

       Рассчитываем  минимальное амплитудное значение напряжения вторичной обмотки трансформатора T3:

    (5.35)

       где U_VD3=1,4(В) - падение напряжения на диодном мосте VD3, оно рассчитывается как сумма падения напряжений на двух открытых диодах и равна 0,7·2=1,4(В).

       Рассчитываем  минимальное действующее значение на вторичной обмотке

                          (5.36)

       Рассчитываем  номинальное действующее значение напряжения на вторичной обмотке, т.е. при U_ВХ=220(В):

   (5.37)

       Выбор трансформатора T3.

       В данной схеме к трансформатору предъявляются  следующие требования:

 (5.38)

 (5.39)

       Выбираем  трансформатор T3 типа ТПК-2-24В со следующими характеристиками:

       Таблица 6 Параметры трансформатора ТПК-2-24В

 

       Для трансформатора выбранного типа условия  выполняются.

       С учетом параметров выбранного трансформатора рассчитываем максимальное амплитудное  значение напряжения на конденсаторе С3:

  (5.40)

             Напряжение U_C(ампл.)^max не превышает 35(В) – максимально возможного входного напряжения стабилизатора DA3. Кроме того, зная точно U_C(ампл.)^max, определяем тип конденсатора C3 [5]: выбираем электролитический конденсатор марки К22У-1, максимальное напряжение 35(В), емкость 220(мкФ).