Розрахунок компенсаційного стабілізатора постійної напруги послідовного типу. Практична робота з Аналогові електронні пристрої. Робота № 501408

Розрахунок компенсаційного стабілізатора постійної напруги послідовного типу

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2015

Тип роботи:

Практична робота

Предмет:

Аналогові електронні пристрої

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Розрахунок компенсаційного стабілізатора постійної напруги послідовного типу Дано: Uвих ± 10% ; Ін ± 10%; δн ; Тос.minн; Тoc.max. Рис.1. Схема електрична принципова компенсаційного стабілізатора постійної напруги послідовного типу Компенсаційний стабілізатор напруги на транзисторах складається з регулюючого транзистора VT3, джерела опорної напруги на кремнієвому стабілітроні VD1, підсилюючого транзистора VT2, який виконує також функцію порівняння і вихідного подільника напруги на резисторах R6, R7, R8. Резистор R2 забезпечує необхідне значення струму, який протікає через стабілітрон VD1. Частина вихідної напруги знімається з резистора R6 і подається на базу транзистора VT2 і порівнюється з опорною напругою, яка визначається напругою стабілізації стабілітрона VD1. При збільшенні напруги на виході стабілізатора, напруга на базі транзистора VT2 зростає, що приводить до збільшення струму бази і відповідно струму колектора транзистора VT2. При зростанні колекторного струму VT2 збільшується спад напруги на резисторі R1, а потенціал колектора VT2 і бази VT3 зменшується, що приводить до запирання транзистора VT3. Його опір зростає, а напруга на виході стабілізатора зменшується. Аналогічно працює схема при зменшенні вихідної напруги і автоматично підтримує, з певною похибкою, вихідну напругу на заданому рівні. Якщо стабілізатор розрахований на невеликий струм (0,1 ... 0,3 А), то регулюючий транзистор вибирається з великим коефіцієнтом підсилення за струмом (β > 100) необхідність в транзисторі VT1 відпадає і база VT3 безпосередньо з’єднується з колектором VT2. при більших струмах використання додаткового транзистора VT1 стає необхідним. Схема захисту стабілізатора від короткого замикання на виході cкладається з транзистора VT4, резистора захисту R5 і подільника напруги R3 і R4. Спад напруги на резисторі захисту R5, який створюється струмом навантаження, прикладається до бази транзистора VT4 і є для цього транзистора від відкриваючий. Одночасно при допомозі подільника R3 і R4 на емітер транзистора VT4 подається напруга зміщення, яка підтримує транзистор VT4 в закритому стані. При досягненні струмом навантаження значення, при якому повинен спрацювати захист, спад напруги на R5 зростає і стає рівним напрузі відкривання VT4. Транзистор VT4 відкривається, напруга на його колекторі понижається, що приводить до закривання транзистора VT1 і VT3 При зменшенні струму навантаження транзистор VT4 закривається і стабілізатор працює в звичайному режимі. Розрахунок починаємо з визначення мінімальної напруги на вході стабілізатора EMBED Equation.2 де Uке.min  мінімальна напруга між емітером і колектором регулюючого транзистора. Для кремнієвого транзистора Uке.min=(4 ... 7) В; Uвих  відхилення напруги на виході стабілізатора від номінальної, Uвих = 0,1·Uном. Номінальне і максимальне значення напруги на вході стабілізатора з врахуванням відхилення вхідної напруги н буде дорівнювати EMBED Equation.2 EMBED Equation.2 Визначаємо максимальний спад напруги на колекторі регулюючого транзистора VT3 EMBED Equation.2 Знаходимо максимальну потужність, яка розсіюються на колекторі регулюючого транзистора EMBED Equation.2 . При виборі регулюючого транзистора керуємося такими вимогами EMBED Equation.2 Вибираємо тип регулюючого транзистора з відповідними електричними параметрами: ; Uке.доп; Iк.доп; Pк.доп. Визначаємо струм бази регулюючого транзистора EMBED Equation.2 якщо Іб3 > 10 мА, використовуємо додатковий транзистор VT1. Максимальна потужність, розсіювана додатковим транзистором EMBED Equation.3 . Вибираємо тип додаткового транзистора з відповідними електричними параметрами: ; Uке.доп; Iк.доп; Pк.доп. Визначаємо струм бази додаткового транзистора EMBED Equation.2 Приймаємо значення струму колектора підсилювального транзистора VT2 з умови EMBED Equation.2 Приймаємо значення Iк2. якщо цей струм дуже малий (при наявності VT1), то вибирається Iк2 = (0,5 ... 2) мА. Вибираємо тип підсилюючого транзистора VT2 для якого відомі електричні параметри: Ік.max ; Uке.доп ;  ; Pк.доп; f. Знаходимо значення струму бази транзистора VT2 в режимі спокою EMBED Equation.2 Вибираємо тип кремнієвого стабілітрона, який повинен мати номінальну напругу стабілізації EMBED Equation.2 Вибираємо тип кремнієвого стабілітрона, для якого відомі електричні параметри: Ucт; Іст.min; Іст.max; rд. Знаходимо коефіцієнт ділення подільника напруги на резисторах R6, R7, R8 EMBED Equation.2 . Вибираємо струм подільника Іп1 = (1 ... 2) мА і знаходимо значення сумарного опору подільника EMBED Equation.2 Оскільки вихідна напруга стабілізатора повинна регулюватися в границях 10%, а напруга стабілізації стабілітрона може також змінюватися в границях від Uст.min до Uст/max, то визначаємо опір нижнього плеча подільника для крайніх значень Uст і Uвих EMBED Equation.2 EMBED Equation.2 Визначаємо значення опорів подільника EMBED Equation.2 EMBED Equation.2 Опір резистора R2 розраховуємо з умови забезпечення протікання через стабілітрон додаткового струму EMBED Equation.3 EMBED Equation.2 Задаємося значенням напруги додаткового джерела живлення підсилювального каскаду на транзисторі VT2 рівною E0 >Uвхmax і розраховуємо значення резистора R1 EMBED Equation.2 Визначаємо коефіцієнт підсилення за напругою підсилювального каскаду на транзисторі VT2 EMBED Equation.2 де S2=Iк2/Uбе2  крутизна характеристики транзистора VT2. Для малопотужних транзисторів значення крутизни дорівнює EMBED Equation.3 А/В. Знаходимо значення коефіцієнта стабілізації стабілізатора EMBED Equation.2 Напруга E0 може бути вибрана рівною Uвх.min якщо розрахований Кст більший від заданого. При цьому спрощується принципова схема стабілізатора, так як відпадає необхідність у додатковому джерелі напруги. Задаємося максимально-допустимим значенням потужності, яка може розсіюватися на колекторі регулюючого транзистора VT1 в режимі перенавантаження EMBED Equation.2 і знаходимо значення опору захисту R5 EMBED Equation.2 де Uбе4  напруга відкривання транзистора захисту VT4. Для кремнієвих транзисторів Uбе3=0,6В. Встановлюємо максимальний струм спрацювання схеми захисту ІЗmax=(2 ... 3)Іном і визначаємо напругу зміщення транзистора VT4 EMBED Equation.2 Задаємося значенням струму подільника напруги на резисторах R3 і R4: Iп2 =(1 ... 2)мА і знаходимо значення резисторів цього подільника EMBED Equation.2 EMBED Equation.2 Коефіцієнт корисної дії стабілізатора знаходимо використовуючи наступний вираз [ 1 ] EMBED Equation.2 , де  EMBED Equation.2 . задаємося напругою пульсацій на виході стабілізатора Uп (одиниці В). Напруга на виході випрямляча під навантаженням EMBED Equation.3 . Якщо в схемі використано мостовий випрямляч, то номінальна потужність трансформатора EMBED Equation.3 , де А = 1,2 − коефіцієнт форми струму; UD − спад напруги на одному діоді мостового випрямляча. Для кремнієвих діодів можна прийняти UD = 1 В. Внутрішній опір трансформатора EMBED Equation.3 , де В − коефіцієнт втрат в трансформаторі, який залежить від його номінальної потужності (табл. 1). Табл. 1 Ємність конденсатора фільтра EMBED Equation.3 . Коефіцієнт пульсації вихідної напруги стабілізатора EMBED Equation.3 .

Практична робота Аналогові електронні пристрої

2015

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись