Решение

1. Рассчитывается предельная частота транзисторов:

.

2. Рассчитывается допустимое напряжение транзисторов:

.

Из таблицы 2П [2,12] выбирается транзистор типа МП41А, у которого f = 1 МГц, U_кбдоп = 30 В, U_кэдоп = 30 В, I_кдоп = 40 мА, Р_кдоп = 150 мВт, h_21э = 50 – 100, Т_пmax = + 60 ^оС.

3. Рассчитывается и выбирается резистор R₂:

.

Выбирается резистор с номинальным сопротивлением 1,2 кОм. Мощность, рассеиваемая в резисторе, если транзистор находится в режиме насыщения, равна

.

Выбирается резистор типа МЛТ мощностью 0,125 Вт с номинальным сопротивлением 1,2 кОм, то есть МЛТ-0,125-1,2 кОм±10%.

4. Рассчитывается мощность, рассеиваемая коллектором транзистора VT2:

,

где U_кэmin= 1 В – напряжение на зажимах «коллектор-эмиттер», соответствующее режиму насыщения транзистора;

- ток коллектора транзистора в режиме насыщения.

Выполняется проверка транзистора по условиям допустимой мощности рассеивания коллектора:

;

, .

Условия проверки выполняются.

5. Рассчитывается сопротивление резистора R₁, для этого определяется ток базы транзистора:

.

Принимается стандартное напряжение на выходе блока синхронизации импульсов (БСИ), используя таблицу 10П [2,9] U_бси = 5,6 В.

Сопротивление резистора R₁ равно

.

Из таблиц 2.7 и 5.2П [2] выбирается резистор с номинальным сопротивлением R₁ = 27 кОм, мощностью 0,125 Вт, то есть МЛТ-0,125-27 кОм±10%.

2.2.12. Генератор прямоугольных импульсов на операционном усилителе

На вход генератора прямоугольных импульсов напряжение подается либо с мостового фазосдвигающего устройства (МФУ), либо с блока синхронизации импульсов (БСИ), в курсовом проекте функции БСИ может выполнять трансформатор, понижающий напряжение сети (рис. 2.15).

Для ограничения уровня напряжения и для получения прямоугольной формы напряжения на входе операционного усилителя применяется диодный ограничитель R1, VD1, VD2. Конденсаторы С1, С2 емкостью 0,01 – 0,05 мкФ подключаются непосредственно в месте соединения выводов микросхемы с проводниками печатной платы для защиты от помех со стороны источника питания. Для защиты микросхемы от коротких замыканий в выходной цепи включается резистор R₃ сопротивлением 100 – 150 Ом.

Рис. 2.15. Принципиальная электрическая схема ГПИ на операционном усилителе

Параметры выбранной микросхемы выписываются из данных таблиц 9П [2, 9] и выбираются внешние элементы ОУ. Параметры диодного ограничителя R1, D1, D2 выбирают по амплитуде напряжения синусоидальной формы МФУ или по амплитуде напряжения синусоидальной формы БСИ и по максимальному напряжению на входе ОУ.

2.2.13. Инверторы фазы

Инверторы фазы (ИФ) служат для смещения по фазе на угол π напряжения на выходе относительно напряжения на входе. В системах управления выпрямителями напряжение на вход ИФ подается с генератора прямоугольных импульсов. Одновременно со смещением по фазе ИФ усиливает входной сигнал. Инверторы фазы изготавливаются на основе транзисторов и логических элементов НЕ, И-НЕ.

2.2.14. Инвертор фазы на транзисторе

Соединение ИФ с ГПИ при питании от одного источника U_п может выполняться так, как показано на рис. 2.14. Временные диаграммы напряжений ГПИ и ИФ изображены на рис. 2.16.

Расчет ИФ на транзисторе выполняется точно так же, как и ГПИ на транзисторах. То есть по предельной частоте и по допустимому напряжению выбирается транзистор малой мощности. Рассчитывается и выбирается резистор R4, рассчитывается мощность, рассеиваемая коллектором транзистора, и рассчитывается, выбирается резистор R3.

Рис. 2.16. Принципиальная электрическая схема ГПИ и ИФ,

временные диаграммы напряжений