3.Организация питания выходного каскада и операционных усилителей.

1. Организация питания выходного каскада

Рисунок 5 – Схема диодного блока.

Целесообразно использовать диодный блок (в интегральном исполнении), в котором диоды соединены по мостовой схеме, рисунок 5. Для выбора блока необходимо знать средний и максимальный токи через диоды и обратные напряжения на них.

Так, как на выходной каскад должно подаваться сглаженное напряжение, то необходим фильтрующий (сглаживающий) конденсатор С_Ф1..

Для выходного каскада известны и . Средний ток через диод определяется по формуле:

Рассчитаем эквивалентное сопротивление нагрузки источника питания:

Зададимся некоторым коэффициентом пульсации Кп≤6-7% . При таком коэффициенте пульсации можно аппроксимировать временную диаграмму напряжения, получаемого на выходе фильтра, отрезками прямых. Тогда справедлива формула для расчета емкости конденсатора: Кп=5%

Выберем конденсатор 330 мкФ.

Чтобы оценить пиковые значения зарядного тока I_пик, протекающего через диоды и конденсатор, можно воспользоваться специальными таблицами (графиками), дающими зависимость . Можно также прибегнуть к графическому методу оценки: зная и , найдем постоянную времени цепи разряда: τ = . Затем построим диаграмму напряжения, отложив τ по оси времени, рисунок 6.

Рисунок 6 - диаграмма напряжений

Отсюда графически оценим отношение времен заряда и разряда (t_зар/ t_разр).

Соотношения токов разряда и заряда приблизительно обратно пропорциональны соотношениям соответствующих времен: (I_разр / I_зар.)= (t_зар /t_разр) .

Поскольку при максимальном потреблении тока от источника:

I_разр=I_п-макс,

то ток заряда найдем как:

I_зар.= I_п-макс (t_разр /t_зар)= 1.94(А).

Пиковый ток через диод:

I_пик =I_зар+ I_п-макс =2.593(А).

Максимальный ток через диод:

I_д-макс= I_пик =2.593(А).

С учетом падения напряжения на открытых диодах на входе моста необходимо обеспечить:

U_{вх.D4 макс}= U_{п- макс}+2 U_д.прям=17.031+2*1=19.031(В).

Обратное напряжение на диоде определим по формуле:

U_д-обр= U_{вх.D4 макс} - U_д.прям=19.031-1=18.031(В).

где U_д-пр - падение напряжения на прямо включенном (открытом) диоде, приблизительно равное 1В.

Далее выбираем диодный блок D4 из условий:

Выберем диодный блок, в таблице 8 приведены данные на диодный блок КЦ 407А – диоды кремниевые в пластмассовом корпусе, соединенные по мостовой схеме.

Таблица 8 - диодный блок КЦ 407А

Обозначение, принимаемое в расчетах	Значение параметра	Описание
Iд.бл-ср [мA]	300	Постоянный или средний прямой ток при T= 328К
Iд.бл-ср [мA]	150	Постоянный или средний прямой ток при T= 358К
Uд.бл-обр [В]	500	Обратное падение напряжения на диоде
Iд.бл-макс [А]	3	Прямой импульсный ток