Разработка мини-станции для автоматического управления насосом (стр. 3 из 6)

3) Р_к<Р_{к max. доп}.;

4) U_{бэ обр.} < U_{бе обр. доп.};

5) F_раб.<< F_{граничная.}

Тип проводимости транзистора должен соответствовать полярности питающих напряжений. Транзистор выбранного типа должен иметь минимально возможную цену при удовлетворяющих электрических параметрах.

Проанализировав схему электрическую принципиальную останавливаем свой выбор в пользу транзисторов типа КТ315Е, КТ361Б. Основные максимально допустимые параметры транзисторов приведены в таблице 2.3.1.

Таблица 2.3.1

Наименование	Обозначение	Значение
Постоянный ток коллек-тора, мА:КТ315ЕКТ361Б	IKmax	10050
Постоянное напряжение коллектор-база, В:КТ315ЕКТ361Б	UКБ max	3520
Постоянное напряжение база-эмиттер, В:КТ315ЕКТ361Б	UБЭ max	64
Постоянное напряжение коллектор-эмиттер при RБ=10кОм, В:КТ315ЕКТ361Б	UКЭ max	3520
Постоянная рассеиваемая мощность коллектора при Тс=-60…+25оС, мВт:КТ315ЕКТ361Б	РК max	150150
Температура перехода, оС:КТ315ЕКТ361Б	Тп max	120120
Допустимая температура окружающей среды, оС:КТ315ЕКТ361Б	-60…+100-60…+100

Выбор цифровых микросхем

При выборе цифровых микросхем должны выполнятся основные указанные требования.

1) F_{раб.тактовая}<_{Fтакт.max.доп.};

2) Т_такт.>_{Ттакт.max.доп.};

3) Логика выполняемых функций должна соответствовать логике выбранного типа микросхемы;

4) Е_исм<=Е_{исм.пит.допустимого.}

При выборе цифровых микросхем стремятся при всех прочих равных условиях выбрать микросхемы с наименьшей потребляемой мощностью.

Необходимо также следить за выполнением соотношения цена / качество.

Проанализировав схему делаем выбор в пользу микросхемы серии К561ЛА7 и К561ТМ2.

Основные характеристики микросхем:

1) Диапазон питающих напряжений +3…+15В

2) Температура окружающей среды -45…+85^оС

3) Входное сопротивление 100 МОм

Выбор полупроводникового стабилизатора напряжения

При выборе полупроводникового стабилизатора напряжения должны выполнятся следующие условия:

1) Е_пит=U_{вых.стабилизатора};

2) I_нагр.<I_{вых.стаб.max}.;

3) Р < _{Рвых.стаб.max.}

Обращаем также внимание на соотношение параметра цена / качество от разных фирм изготовителей. Делаем выбор в пользу стабилизатора типа КР142ЕН8Б.

Основные электрические параметры:

1) Максимально допустимый ток нагрузки 1,5А

2) Коэффициент стабилизации 5000

3) Выходное напряжение 12В

Выбор полупроводниковых диодов

При выборе полупроводниковых диодов должны выполнятся следующие условия:

1) U_обр.<U_{обрат.max.доп.};

2) I_раб.<I_{раб.max.доп.};

3) Р_раб.<Р_max.доп.;

4) F_раб.<F_max.доп.

Проанализировав электрическую схему выбираем в качестве импульсных диодов, диоды типа КД522Б, КД209В, а в качестве силового диода-мост КЦ405В. Основные электрические параметры диодов приведены ниже.

Основные электрические параметры диода КД522Б:

1) Постоянное обратное напряжение 60В

2) Импульсное обратное напряжение при Q=10, при t_и<=10мкс 60В

3) Средний прямой ток 100мА

4) Импульсный прямой ток при t_и<=10мкс 1000мА

5) Температура перехода +125^оС

6) Температура окружающей среды -55…+85^оС

Основные электрические параметры диода КД209В:

1) Постоянное и импульсное обратное напряжение 800В

2) Постоянный или средний прямой ток 500мА

3) Температура окружающей среды -60…+85^оС

Основные электрические параметры моста КЦ405В:

1) Максимально допустимое обратное напряжение 600В

2) Прямой ток нагрузки 1,5А

Выбор светодиодов

При выборе светодиодов должны выполнятся следующие условия:

1) I_раб<I_max.доп.;

2) Р_раб<Р_max.доп.;

3) U_{раб.обратное}<U_{обр.max.доп.};

4) необходимый цвет свечения;

5) соотношение цена / качество.

Делаем выбор в пользу распространенных светодиодов типа АЛ307БМ с красным светом свечения.

Основные электрические параметры светодиодов АЛ307БМ:

1) Постоянное прямое напряжение не более 2В

2) Постоянное обратное напряжение 2В

3) Постоянный прямой ток 20мА

4) Температура окружающей среды -60…+70^оС

Выбор конденсаторов

При выборе конденсаторов должны выполнятся следующие основные условия:

1) U_раб<U_max.доп.;

2) Р_{реакт.раб.}<P_{реакт.max.доп.};

3) tgδ<tgδ_{допустимое};

4) точность отклонения параметра (%) должна быть не хуже требуемой;

5) соотношение цена / качество.

Проанализировав необходимые требования делаем выбор в пользу электролитических конденсаторов типа К50–35, в качестве неэлектролитических конденсаторов выбираем конденсаторы типа К10–17.

Выбор резисторов

При выборе резисторов руководствуемся следующими характеристиками:

1) Р_{рассеяния} < Р_{рассеяния max.доп.};

2) Величина предельного отклонения от номинала не ниже требуемой для данной электрической схемы;

3) Соотношение цена / качество.

Проанализировав эти требования делаем выбор в пользу резисторов типа МЛТ.

Основные электрические параметры резисторов типа МЛТ:

1) Относительная влажность воздуха при температуре +35^оС до 98%

2) Предельное рабочее напряжение постоянного и переменного

тока от 200В (для МЛТ – 0,125) до 750В (для МЛТ-3)

3) Минимальная наработка 25000 часов

4) Срок сохроняемости 15лет

5) Температура окружающей среды -60…+70^оС

Выбор оптрона

При выборе оптрона руководствуемся следующими условиями:

1) I_диода<I_{диода max.доп};

2) U_{диода обр}.<U_{диода обр.max.доп};

3) U_кэ<U_{кэ max.доп};

4) Цена/качество.

Проанализировав электрические параметры оптронов, их конструктивное исполнение и стоимость делаем выбор в пользу оптрона типа 3ОТ110А.

Электрические параметры оптрона 3ОТ110А:

1) Коммутируемое напряжение 30В

2) Напряжение изоляции 100В

3) Обратное входное напряжение 0,7В

4) Постоянный входной ток при Т=-60…+35^оС 30мА

5) Амплитуда выходного тока при t_и<=10мкс и Т=-60…+35^оС 100мА

6) Постоянный выходной ток при Т=-60…+35^оС 200мА

7) Амплитуда выходного тока при t_и<=10мкс 200мА

8) Средняя рассеиваемая мощность при Т=-60…+35^оС 360мВт

9) Температура окружающей среды -60…+70^оС

Выбор семистора

При выборе семистора должны выполнятся следующие условия:

1) I_упр.<I_{упр.max.доп.};

2) I_нагр.<I_max.доп.;

3) Р_расс.<Р_max.доп.;

4) Соотношение цена / качество.

Проанализировав выше указанные требования выбираем симистр типа КУ207Г.

Основные электрические параметры семистра КУ207Г:

1) Постоянное прямое напряжение в закрытом состоянии 200В

2) Постоянное обратное напряжение 200В

3) Постоянный ток в открытом состоянии 10А

4) Постоянный ток в режиме переключения при максимальном

напряжении; ƒ=50Гц 5А

5) Средняя рассеиваемая мощность 20Вт

6) Постоянное обратное напряжение на управляющем электроде 1В

7) Температура окружающей среды -60…+125^оС

Выбор стабилитрона

При выборе стабилитрона руководствуемся следующими условиями:

1) I_раб.<I_{стаб.max.доп.};

2) Р_раб<_{Рmax.доп.};

3) Соотношение цена / качество;

4) U_раб.<U_{напр.стабилизации.}.

Из анализа вышеуказанных условий выбираем стабилитрон типа Д814В.

Основные электрические параметры стабилитрона Д814В:

1) Минимальный ток стабилизации 3мА

2) Максимальный ток стабилизации 29мА

3) Рассеиваемая мощность 250мВт

4) Температура окружающей среды -60…+125^оС

5) Температура перехода +125^оС

Выбор разъёмных соединений и элементов коммутации

При выборе разъёмных соединений и элементов коммутации руководствуются следующими правилами.

1) ток через контактные соединения должен быть меньше максимально допустимого;

2) рабочее напряжение между контактами также должно быть меньше максимально допустимого;

3) масса, габаритные характеристики;

4) соотношение цена / качество.

Исходя из указанных условий выбираем следующие типы разъёмных соединений и коммутационных элементов:

1) тумблеры типа МТ-1 и ТВ-1;

2) разъёмы типа 2РМ3–2.

2.3 Расчет радиоэлементов по схеме электрической принципиальной

Рассчитаем резисторы в базовых и коллекторных цепях ключевых транзисторных каскадов на транзисторах VT1, VT2, VT3.

1) Задаём рабочий ток светодиодов I_р=8 (мА).

2) Напряжение насыщения транзистора VT1=0,3 (В).

3) Падение напряжения на резисторе R6 составит:

U_R6=Е_пит-U_диода-U_нас.;

U_R6=12В-1,7В-0,3В=10 (В).

4) Величина сопротивления коллекторного резистора:

R6=U_R6/I_p;

R6=10В/8мА=1,25 (кОм).

5) Из ГОСТированного ряда сопротивлений выбираем номинал:

R6=1,2 (кОм).

6) Определим мощность рассеивания на резисторе R6:

P_R6=I²_p·R6;

P_R6=(8мА)²· 1,2кОм=76,8 (мВт).

Окончательно выбираем резистор R6 МЛТ – 0,125–1,2кОм±10%.

7) Определим средний ток базы транзистора VT1:

I_б=I_p/Р_ср;

I_б=8мА/60=0,133 (мА).

Следовательно, чтобы обеспечить ток коллектора I=8 (мА) ток базы транзистора должен удовлетворять условию:

I_б>=0,133 (мА).

С другой стороны выходной ток логического элемента для микросхемы К561ЛА7 не должен превышать I_н<1 (мА).

Выберем величину тока базы I_б=0,75 (мА).

8) Определим величину сопротивления резистора R4:

R4=(U_«лог1» -U_бэ)/I_б;

R4=(12В-0,6В)/0,75мА=15,2 (кОм).

Выберем номинал из ГОСТированного ряда R4=15кОм.