2.5.3 Расчёт элементов схемы задержки

Расчёт делителя напряжения

Зададимся потенциалом в точке L U_L=3 В

Составим уравнение делителя:

,

отсюда .

Берём R7 + R8 = 100кОм, подставив в уравнение значения величин, получим:

кОм.

R7 = 100кОм – R8 = 100кОм - 25кОм = 75 кОм

Выбираем из ряда Е24 для резистора R7 = 75 кОм.

Выбираем из ряда Е24 для резистора R8= 24 кОм.

Рассчитаем потенциал в точке L, подставив значения R7, R8.

В

Расчёт времязадающей цепи

Общее выражение напряжения на конденсаторе С3 экспоненциально убывающее от питающего напряжения Uп до нулевого потенциала имеет вид:

Время разряда конденсатора С3 от Uп=12 В до UL= 2,9 В соответствует времени, в течение которого с выхода компаратора DA1 снимается высокий уровень напряжения(UE= Uп= 12 В), а значит и времени открытого состояния транзистора VT1, которое определяется из уравнения:

,

где время разряда конденсатораC3

Решив это уравнение для , получим:

Как уже было отмечено выше, один цикл работы щёток составляет TЦ=1 – 1,3 с. Исходя из этого, для обеспечения трёх циклов работы щёток стеклоочистителя после отпускания подрулевого переключателя зададимся временем t_Р:

t_Р = 3∙T_Ц – 0,6∙T_Ц= 2,9 c,

где 0,6∙Tц – время работы стеклоочистителя посредством концевого выключателя в конце последнего цикла.

Рассчитаем R6, подставив t_Р = 2,9 c.

Зададимся конденсатором С3= 20 мкФ.

кОм

Выбираем из ряда Е24 резистор R6 = 100 кОм.

Расчёт элементов электронных ключей

Сопротивление обмотки якоря Rя электродвигателя стеклоочистителя составляет 0,25 – 0,3 Ом.

Импульс тока при включении электродвигателя стеклоочистителя:

I_M = U/ R_я,

где Rя=0,25 Ом – сопротивление обмотки якоря электродвигателя стеклоочистителя

I_M = 12/ 0,25 = 48 А

В качестве VT3, VT4 выбираем транзисторы КТ819А. В качестве VT1,VT2 выбираем транзисторы КТ315А.

Коэффициент усиления транзисторов VT1,VT3 ( VT2,VT4):

β_∑=β₁₍₂₎×β₃₍₄₎ + β₁₍₂₎ +β₃₍₄₎= 15 × 90 + 15 + 90 = 1455

Ток базы транзистора VT1

I_{Б VT1} = I_К×I_Нmax/ β = 1,1×I_Н / β = 1,1 × 48 / 1455 = 38 мА

Сопротивление резисторов R5,R9:

U_R5(R9)= Uвых – Uб-э

R5 =U_R/ I_{Б VT1} U_R5(R9)= Uвых – Uб-э / I_{Б VT1;}

R5 =11,6/ 38 10^{-3 =}0,305 10³ Ом.

Выбираем резистор R5= R9= 1 кОм.

Расчет датчика дождя

Для расчета параметров стабилизатор тока используем документацию по микросхеме HV9910. Согласно рекомендации производителя емкость С1 должна быть больше 100 нФ. Поэтому выбираем конденсатор С1 типа К10-79-50 В-220 нФ5% МП0 АЯЖР.673511.004 ТУ.

Рассчитаем сопротивление резистора R2 на входе CS микросхемы DA1

Выбираем значение сопротивления резистора из ряда Е24 R2=3,3 Ом

Рассчитаем сопротивление резистора R1 на входе RT микросхемы DA1. Сопротивление резистора R1 находиться исходя из формулы:

(с),

Таким образом, принимаем частоту осциллятора микросхемы DA1 f_OSC=100 кГц и получаем

Выбираем значение сопротивления резистора из ряда Е24 R1=3 кОм

Согласно рекомендации производителя микросхемы HV9910 целесообразно использовать внешний полевой n-типа транзистор с временем включения меньше, чем 25 нс для частоты осциллятора микросхемы f_OSC≤100 кГц и для частоты осциллятора микросхемы f_OSC>100 кГц меньше, чем 15 нс.

Выбираем полевой n-типа полевой транзистор со следующими параметрами:

I_max11,2 А,U_си.max14 В, t_вкл15 нс.

Выбираем отечественный n-типа полевой транзистор типа КП933А

I_си.max=15 А,U_си.max=45 В, t_вкл=15 нс.

Потребляемая мощность микросхемы

I_IN≈1,0 мА+Q_Gf_OSC=1,0 мА+2,110^-10100000=1,021 мА,

где Q_G – заряд затвора полевого транзистора КП933А.

Найдем значение емкости конденсатора С2.

Определим емкостное сопротивление:

Определим емкость конденсатора С2

Выбираем значение емкости конденсатора из ряда Е24 C16=750 пФ.

Выбираем конденсатор С2 типа К10-79-50 В-750 пФ5% МП0 АЯЖР.673511.004 ТУ.

Найдем значение индуктивность катушки LD2

Определим индуктивное сопротивление:

так как при напряжении U_max время, когда транзистор VT1 закрыт имеет максимальное значение и поэтому требуется большее индуктивное сопротивление для поддержания постоянного тока.

Найдем индуктивность катушки LD1

.

Выбираем значение индуктивность катушки из ряда Е24 LD1=0,27 мГн.

Выбираем chip-катушку для поверхностного монтажа SWI453232-271.

Рассчитаем сопротивления R3 и R4.

Обратный протекаемый через фотодиод в режиме освещения I=3 мкА, тогда

Выбираем резистор R4 и R3 = 1,8 Мом.

Рассчитаем сопротивления R3 и R4.

Ток протекаемый через входы микросхемы I_out<10 мА,

.

Выбираем резистор R5, R6 и R7 – 5,1 кОм.