Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

Рассмотрим принципиальную схему операционного усилителя К14ОУД1А, рис.18.1.

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

Рис.18.1. Принципиальная схема операционного усилителя К140УД1

Входной каскад выполнен на транзисторах V1 и V2, в общую эмиттерную цепь включен стабилизатор тока на транзисторе V3 с термокомпенсирующим транзистором V6 в диодном включении.

Выходной сигнал первого дифференциального каскада ОУ снимается симметрично с резистора R1 и R2 и подается на второй дифференциальный каскад на транзисторах V4 и V5. В этом каскаде в цепи эмиттера используется резистор R7, который служит для создания отрицательной обратной связи.

Поскольку выход второго дифференциального каскада несимметричен, в цепи коллектора V4 отсутствует нагрузочное сопротивление. Выходное напряжение снимается с резистора R6 относительно общей точки (вывод 4), между этими точками кроме усиленного сигнала имеет место постоянное напряжение Uк0 V5. Для согласования потенциальных уровней выхода второго каскада и входа усилителя мощности применяется схема сдвига уровня постоянного напряжения. Эта схема содержит буферный эмиттерный повторитель на транзисторе V8, резистор R9 и стабилизатор тока, состоящий из V9, R10.

Выходной каскад построен по схеме эмиттерного повторителя на транзисторе V10 с нагрузочными резисторами R11, R12. Особенностью этого каскада является использование положительной обратной связи, к элементам которой относятся R10 и V9. ПОС позволяет получить коэффициент усиления больше единицы (порядка 2,5–5). Диод V7, работающий при обратносмещенном переходе, эквивалентен конденсатору небольшой емкости, обеспечивающему устойчивость усилителя при охвате глубокой обратной связью.

Операционный усилитель имеет два входа: вывод 9 — инвертирующий вход, а вывод 10 — неинвертирующий. Инвертирующий вход можно использовать для подачи с выхода (вывод 5) с помощью внешних элементов напряжения обратной связи. Выводы 1 и 7 предназначены для подачи питающих напряжений, выводы 2, 3 и 12- для введения внешней коррекции, вывод 4 — общая точка.

18.3. Свойства и характеристики оу

Благодаря практически идеальным свойствам операционных усилителей реализация различных схем на их основе оказывается значительно проще, чем на отдельных транзисторах. Поэтому ОУ постепенно вытесняют транзисторы во многих областях схемотехники. Для конкретного применения ОУ необходимо знание их основных свойств и характеристик.

18.3.1. Входные и выходные параметры оу

К входным параметрам ОУ относятся:

— дифференциальное входное напряжение, определяемое разностью напряжений на инвертирующем и нейнвертирующем входах

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2нUвхд= Uвх + Uвх (18.1)

Если напряжение на одном из входов равно нулю, то

— максимальное входное напряжение Uвx.макс — наибольшее значение входного напряжения, при котором выходное напряжение соответствует заданному напряжению Uвx.макс

— входной ток Iвх — среднее арифметическое значение входных токов при Uвых=0

— разность выходных токов Iвх — разность значений токов, протекающих через входы ОУ, при Uвых=0

Операционные усилители имеют собственное входное сопротивление R вх. Различают входное сопротивление для дифференциального сигнала R вхд и для синфазного сигнала R вхсф, который примерно на два порядка превышает R вхд.

К выходным параметрам относятся максимальное и допустимое значения выходного напряжения, выходное сопротивление R вых= Uвых/Iвых, напряжение источника питания Е и потребляемый ток I, который примерно равен 10 мкА.

Схема электрическая принципиальная определяет полный состав элементов изделия и дает детальное представление о принципе работы изделия. Принципиальная схема служит основой для разработки других конструкторских документов — схемы соединений и расположения, чертежей конструкции изделия — и является наиболее полным документом для изучения принципа работы изделия. На принципиальной схеме изображают все электрические элементы и устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии заданных электрических процессов, все электрические связи между ними, а также электрические элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи (разъемы, зажимы и т.п.). Элементы изображают в виде условных графических обозначений, установленных ГОСТ и ЕСКД.

Построение схемы осуществляется разнесенным и совмещенным способами. Разнесенным способом выполняют схемы автоматики и электрооборудования (т.е. схемы, содержащие много контакторов, реле и различных контактов). При выполнении таких схем рекомендуется пользоваться строчным способом, располагая условные графические обозначения элементов, входящих в одну* цепь, последовательно друг за другом по прямой, а отдельные цепи — одну под другой таким образом, чтобы изображения этих цепей образовали параллельные строки (горизонтальные или вертикальные). При выполнении схемы строчным способом допускается нумеровать строки арабскими цифрами, указывать назначение цепей.

На рис. 6.4 представлена электрическая принципиальная схема устройства смазки (основная надпись и перечень элементов не показаны). Схема цепей управления выполнена строчным способом. Строки пронумерованы, на свободном поле схемы помещены надписи, поясняющие назначение отдельных цепей. Элементы схемы — реле и выключатели — выполнены разнесенным способом. Контакты, относящиеся к определенному типу реле, обозначены согласно ГОСТ 2.710-81*. Силовые цепи и электрические элементы силовых цепей должны быть выделены утолщенной линией.

Читать также:  Самодельный топор из рессоры

На принципиальных схемах (кроме схем радиоэлектроники и вычислительной техники) допускается обозначать электрические цепи по ГОСТ 2.709-72. Маркировка участков цепи служит для их опознания и отражает функциональное назначение электрической схемы.

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

Цепи маркируют независимо от нумерации входных и выходных элементов машин, аппаратов, приборов. Последовательность маркировки должна определяться от источника питания к потребителю, а разветвляющиеся участки цепи маркируют сверху вниз в направлении слева направо. При маркировке цепей допускается оставлять резервные номера. Обозначения цепей производят прописными буквами латинского алфавита и арабскими цифрами.

Силовые цепи маркируют буквами, обозначающими фазы, и последовательными числами. Фазы переменного тока обозначают:

участки цепи первой фазы LI — L11, L12, L13 и т.д.;

участки цепи второй фазы L2 — L21, L22, L23 и т.д.;

участки цепи третьей фазы L3 — L31, L32, L33 и т.д.

Допускается, если это не вызовет ошибочного подключения, обозначать фазы буквами А, В, С.

Участки цепей положительной полярности обозначают нечетными числами, отрицательной — четными. В цепях управления, защиты, автоматики, сигнализации и измерения применяют сквозную нумерацию последовательными числами в пределах изделия. Участки цепи, разделенные контактами аппаратов, обмотками реле, приборов, машин, резисторами и другими элементами, должны иметь разную маркировку.

Участки цепи, проходящие через разъемные, разборные или неразборные контактные соединения, должны иметь одинаковые обозначения. На схеме обозначения проставляют около концов или в середине участка цепи слева от изображения цепи или над изображением цепи. На рис. 6.4 показана маркировка силовых цепей трехфазного тока.

Принципиальные схемы могут выполняться в многолинейном или однолинейном представлении. Однолинейное изображение силовой части протяжного станка дано на рис. 6.5. Силовые цепи обозначены в соответствии с ГОСТ 2.709-89. Тепловые реле КК1 и КК2 включены в фазы L1 и L3.

В целях упрощения схемы применяют групповые линии связи (см. § 5.3).

На рис. 6.6 представлена схема электрическая принципиальная пульта контроля, в которой применение линий груш

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

вой связи значительно упрощает графику схемы. Каждая линия связи в месте слияния и разветвления обозначена последовательными номерами, что позволяет легко читать схему. Номер присваивают сверху вниз в направлении слева направо.

На рис. 6.7 изображена схема электрическая принципиальная устройства, в которое входят цепочки элементов VD и R, соединенные параллельно. При выполнении схемы применен способ упрощенного изображения нескольких одинаковых элементов, соединенных параллельно. Линии связи, идущие от средней точки между этими элементами, выполнены в однолинейном представлении, обозначены порядковыми номерами (1—20). Линия групповой связи показана утолщенной. Разветвления от групповой линии имеют однозначный адрес присоединения. Такой прием значительно упрощает графику схемы. На рис. 6.8 для сравнения показано многолинейное представление фрагмента этой схемы.

Каждый элемент или устройство, изображенные на схеме, должны иметь позиционное буквенно-цифровое обозначение в соответствии с требованиями ГОСТ 2.710-81* (см. приложение 3). Позиционные обозначения элементам следует присваивать в пределах схемы (рис. 6.9, 6.10). Порядковые номера элементам и устройствам присваивают, начиная с единицы в пределах группы элементов, имеющих одинаковые буквенные позиционные обозначения, например Rl, R2 и т.д., С7, С2 и т.д. Порядковые номера присваивают в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху вниз в направлении слева направо. Позиционные обозначения проставляют рядом с графическим обозначением с правой стороны или над ним.

При изображении на схеме элемента или устройства разнесенным способом его позиционное обозначение проставляют около каждой составной части. На рис. 6.6 переключатели SI, S2, S5, S8, . S10 изображены разнесенным спосо-

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

бом, обозначения присвоены каждой составной части, например Sl.l, S1.2 — составные части переключателя Sl S5.1, S5.2, S5.3 — составные части переключателя S5. На схеме переключателей кроме позиционного обозначения следует указывать обозначения контактов (выводов), нанесенные на изделие или установленные в их документации. Допускается условно присваивать выводам обозначения на схеме, при этом на поле схемы следует дать соответствующее указание (рис. 6.11). При разнесенном способе изображения схемы эти обозначения следует указывать на каждой составной части элементов, при этом, если на схеме представлено несколько одинаковых элементов, обозначение контактов допускается наносить только на изображении одного из элементов (см. рис. 6.6, 6.9). Обозначение контактов допускается записывать с квалифицирующим символом по ГОСТ 2.710-81* (см. § 5.4). Надписи и знаки, предназначенные для нанесения на изделие, на схеме заключают в кавычки (см. рис. 6.6).

Читать также:  Сколько видов сварки существует

На принципиальной схеме рекомендуется указывать характеристики входных и выходных цепей изделия (частоту, напряжение, ток, сопротивление, индуктивность и т.п.). Допускается указывать адреса внешних соединений (если они заведомо определены), например А — Х3:5, т.е. выходной контакт должен быть соединен с контактом 5 разъема ХЗ устройства А.

Характеристики входных и выходных цепей изделия, а также адреса их внешних подключений рекомендуется записывать в таблицы, помещаемые вместо условных графических обозначений входных и выходных элементов — разъемов, плат и т.п. Порядок расположения контактов в таблице определяется удобством построения схемы. Размеры и форма таблицы ГОСТ не устанавливаются. При отсутствии характеристик входных и выходных цепей или адресов их внешнего присоединения в таблице не приводят графу с этими данными. При необходимости допускается вводить в таблицу дополнительные графы.

Каждой таблице присваивают позиционное обозначение элемента, вместо условного графического обозначения которого она помещена. Допускается сохранять условные графические обозначения входных и выходных элементов — разъемов, плат и т.п. (см. рис. 6.9). Различные варианты обозначений таблиц входных и выходных элементов приведены на рис. 6.6, 6.7.

Таблицы входных и выходных цепей могут быть выполнены разнесенным способом (см. рис. 6.11), при этом головка таблицы приводится только на одном из изображений.

В графе «Конт.» допускается проставлять несколько последовательных номеров контактов в случае, если они соединены между собой.

На принципиальной схеме должны быть однозначно определены все элементы и устройства, входящие в состав изделия. Данные об элементах должны быть записаны в перечень элементов (см. рис. 6.10).

При проектировании изделия, в которое входят несколько разных устройств, на каждое из них рекомендуется выполнять самостоятельную принципиальную схему. Если такие устройства могут быть применены в других изделиях или самостоятельно, выполнение отдельных принципиальных схем для них является обязательным. При оформлении принципиальной схемы изделия, в состав которого входят устройства, имеющие самостоятельные принципиальные схемы, каждое такое устройство рассматривают как элемент схемы изделия, присваивают ему позиционное обозначение, изображают в виде прямоугольника или условного графического обозначения, записывают в перечень элементов в одну строку. На схеме изделия в прямоугольники, изображающие устройства, допускается помещать электрические

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

схемы этих устройств. Если в изделие входят несколько одинаковых устройств, то схему устройства рекомендуется помещать на свободном поле схемы изделия с соответствующей надписью «Схема АБВГ.ХХХХХХ. 156 ЭЗ» (рис. 6.12). В перечень элементов (рис. 6.13) элементы этой схемы не включают.

При изображении устройств, имеющих самостоятельную принципиальную схему, допускается вместо условных графических обозначений входных и выходных элементов помещать таблицы

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

с характеристиками входных и выходных цепей (рис. 6.14). Знаком * отмечены устройства, включаемые попеременно. На рис. 6.14 показано упрощенное соединение нескольких одинаковых элементов (HL1 . HL4), соединенных последовательно.

Если в изделие входят несколько одинаковых устройств, не имеющих самостоятельных принципиальных схем или одинаковых функциональных групп, то на схеме изделия допускается не повторять схемы этих устройств. При этом устройство или функциональную группу изображают в виде прямоугольника, а схему такого устройства изображают внутри одного из прямоугольников (см. рис. 6.11) или помещают на поле схемы с соответствующей надписью.

На схеме изделия, в состав которого входят устройства, не имеющие самостоятельных принципиальных схем, допускается позиционные обозначения элементам присваивать в пределах каждого устройства после элементов, не входящих в устройства.

Запись элементов, входящих в каждое устройство (функциональную группу), начинают с соответствующего заголовка. Заголовок записывают в графе «Наименование» и подчеркивают. Если в изделии имеются элементы, не входящие в устройства, то при заполнении перечня вначале записывают эти элементы без заголовка (см. рис. 6.11, 6.13). Если в изделии имеется несколько одинаковых устройств или функциональных групп, то в перечне указывают количество элементов, входящих в одно устройство. Общее количество одинаковых устройств (функциональных групп) указывают в графе «Кол.» на одной строке с заголовком (см. рис. 6.11).

Читать также:  Smd диоды шоттки маркировка

При выполнении принципиальной схемы на поле схемы допускается помещать различные текстовые данные:

указания о марках, сечениях и расцветках проводов и кабелей, которыми должны быть выполнены соединения элементов;

указания о требованиях к электрическому монтажу данного изделия (см. рис. 6.9, 6.14);

указания о назначении отдельных цепей (см. рис. 6.4).

При выполнении схем на нескольких листах следует учитывать следующие требования: при присвоении элементам позиционных обозначений соблюдать сквозную нумерацию в пределах изделия, оформлять общий перечень элементов.

СХЕМА ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА

Представляю известную и проверенную схему зарядного устройства практически для всех типов аккумуляторов. Не смотря на то, что в продаже имеется множество крутых и серьёзных устройств, с зарядкой аккумуляторов токами различной формы и амплитуды, системами контроля и компенсации зарядного процесса, долгие эксперименты с различными схемами зарядных устройств и алгоритмами привели к простому выводу, что всё намного проще. Зарядный ток 10% от ёмкости АКБ подходит для любых видов аккумуляторов — хоть NiCd, хоть Li-Ion, хоть Pb. А чтоб полностью зарядить аккумулятор, ему надо дать время зарядки около 10 — 12 часов. Значит когда нужно зарядить какой — нибудь пальчиковый никель кадмиевый аккумулятор на 2500 мА, нужно выбрать ток 2500/10 = 250 мА и заряжать им в течении десяти часов, проще говоря оставить зарядку на ночь. Просто? Просто. И не надо ничего усложнять.

Схема зарядного устройства:

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

В этой схеме ЗУ относительная стабильность будет сохранятся и при изменении тока нагрузки или изменении питающего напряжения. Ток заряда определяется сопротивлением резистора R1. Различные значения этого сопротивления соответствуют току заряда от 0.01 до 1,5 A. Расчет зарядного тока – ток равен 1,2В деленное на сопротивление резистора R1 I=U/R или для расчёта резистора: R=U/I. Например для зарядного тока 250 мА (те же пальчиковые аккумуляторы), выбираем резистор R1 = 1,2В/0,25А = 4,8 Ома. А мощность этого резистора равна ток умножить на напряжение: P=UхI; Р=1,2В х 0,25А = 0,3 ватта. Для запаса берём минимум двухкратный запас по мощности.

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

Детали зарядного устройства. Предохранители F1 и F2 защищают ЗУ от различных проблемных ситуаций. Емкость конденсатора С1 выбирается в пределах 1000 — 2000 мкФ. Выпрямительный диодный мост можно взять готовый, а можно составить из 4-х диодов на ток 1 — 5 А и напряжение от 50 В. Микросхему — стабилизатор LM317 можно заменить на любые аналоги, в том числе и советские, типа КРЕН5, КР142ЕН12 и так далее. Только выбирайте их согласно паспортным данным по заданному току (обычно 1-1,5А).

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

Но так как цена LM317 (LM117) очень низкая, а параметры заметно лучше, чем у отечественных аналогов, рекомендую использовать именно её. Эта микросхема представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения с выходным напряжением в пределах от 1,2 до 36 В при выходном токе 1,5 А. Она снабжена защитой от короткого замыкания, выходной ток не зависит от температуры, максимальная нестабильность выходного напряжения 0,3%, подавление пульсаций — 80 дБ. Если нужно получить больший выходной ток ЗУ, лучше использовать другие микросхемы: LM150 — на ток до 3А; LM138, LM338 — на ток до 5А.

Главное достоинство этой схемы зарядного устройства — оно не боится коротких замыканий; в не зависимости от числа элементов в аккумуляторе и типа – можно заряжать и кислотный герметичный, и литий ионный, и щелочной, и никель кадмиевый. Для удобства и универсальности можно добавить в схему зарядного устройства переключатель тока для каждого вида заряжаемых аккумуляторов. Вообще, за долгие годы радиолюбительства, эту схему лично повторял десятки раз для разных целей — и всегда с успехом.

Схема электрическая функциональная модель зу 18 2н

Естественно, при выборе питающего трансформатора нужно учесть, что максимальное напряжение заряжаемого аккумулятора должно быть меньше, чем напряжение питания зарядки минимум на 3 вольта, иначе и заряд то идти не будет. Микросхему нужно установить на алюминиевый радиатор размерами с пачку сигарет, или если ток больше 1 ампера — соответственно тоже большего размера.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *