Сьогодні о 18:00
Вебінар:
«
Сучасні підходи до соціалізації дошкільника
»
Взяти участь Всі події

МЕТОДИЧНИЙ ЗБІРНИК індивідуальних завдань для самостійної роботи студентів

Різне

23.10.2018

676

0

0

Опис документу:
Даний методичний збірник складений за для підвищення ефективності самостійної роботи студентів з дисципліни «Джерела живлення». Направлено на формування практичних навичок розрахунку та підбору елементної бази для блоків живлення. З великої кількості розрахунків, які є в наявності в довідниках, обрано найбільш наближені до практичного застосування отриманих результатів.
Перегляд
матеріалу
Отримати код

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ГІРНИЧИЙ КОЛЕДЖ

ДЕРЖАВНОГО ВИЩОГО НАВЧАЛЬНОГО ЗАКЛАДУ

«КРИВОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

МЕТОДИЧНИЙ ЗБІРНИК

індивідуальних практичних завдань

для самостійної роботи студентів

з навчальної дисципліни:

«ДЖЕРЕЛА ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ»

Укладач: Лук‘янова І.В.

Кривий Ріг, 2018

ПЕРЕДМОВА

Самостійна робота студентів є невід‘ємною складовою освітнього процесу у вищому навчальному закладі. У процесі підготовки майбутніх фахівців необхідно формувати навички самостійної роботи. Це обумовлено тим, що в теперішній час обсяг інформації настільки великий, що по-перше необхідно вміти виділити з цього потоку важливу інформацію та також вміти її опрацювати.

Індивідуальні завдання є однією з форм організації навчання у вищій школі, яка має на меті поглиблення, узагальнення та закріплення знань, які студенти одержують у процесі навчання, а також застосування цих знань у практиці.

Даний методичний збірник складений за для підвищення ефективності самостійної роботи студентів з дисципліни «Джерела живлення». Направлено на формування практичних навичок розрахунку та підбору елементної бази для блоків живлення. З великої кількості розрахунків, які є в наявності в довідниках, обрано найбільш наближені до практичного застосування отриманих результатів.

У збірнику розглянуто теми з розрахунку стабілізаторів, а саме параметричних та компенсаційних, які є складовою блоків живлення та від підбору параметрів яких, залежить надійність роботи блоків. Основний теоретичний матеріал навчальної дисципліни вивчається під час лекційних занять.

Самостійна індивідуальна робота за умови позитивного ставлення та повного розуміння студентами їх цілей може стати самоосвітньою діяльністю. Щойно мета самостійної роботи перестає бути метою студента, відбувається зворотний перехід від самоосвіти до самостійної та індивідуальної роботи. Шляхом таких взаємпереходів можна підвищити рівень готовності особистості до самоосвіти, особливо тоді, коли домінують вектори руху від самостійної роботи до самоосвіти. Для забезпечення трансформації самостійної роботи в самоосвітню діяльність необхідно формувати у студентів позитивне ставлення до професійно значущих цілей, високий рівень знань, уміння самостійно працювати з джерелами інформації, організаційно-управлінські уміння та навички.

ЗМІСТ


Тема 7: СТАБІЛІТРОН. СТАБІЛІТРОН В СКЛАДІ ПАРАМЕТРИЧНОГО СТАБІЛІЗАТОРА

Літератутра:

  1. Гершунский Б.С. Основы электроники и микросхемотехники – К.: Вища школа, 1987.

  2. Стахів П.Г., Коруд В.І., Гамола О.Є Основи електроніки: функціональні елементи та їх застосування, «Магнолія», Львів, 2010.

Теми для самостійного опрацювання:

  1. Застосування стабілітрона в схемі параметричного стабілізатора.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ ПРО ПАРАМЕТРИЧНИЙ СТАБІЛІЗАТОР НАПРУГИ

Для стабілізації будь-якого електричного параметра має бути схема відстеження за цим параметром і схема управління цим параметром. Для точності стабілізації необхідна наявність «еталона», з якою стабілізується параметр порівнюється. Якщо в ході порівняння з'ясовується, що параметр більше стандартного значення, то схема стеження (називаємо її схемою порівняння) дає команду на схемі керування «зменшити» значення параметра. І навпаки, якщо параметр виявиться меншим за стандартну величину, то схема порівняння дає команду на схему керування «збільшити» значення параметра. На цій принципі працюють всі схеми автоматичного управління всіма пристроями та системами, що оточують нас, від іржі, до космічного апарату, відмінності тільки в способі контролю та керуванні параметром. Точно так же працює стабилизатор напруги. Структурна схема такого стабілізатора зображається на рисунку 1.1

Рисунок 1.1 – Структурна схема параметричного стабілізатора

Роботу стабілізатора можна порівняти з регулюванням води, що рухається з водопровідного крана. Людина підходить до крану, відкриває його, потом, спостерігаючи за потоком води, регулює його подачу в більшу, чи меншу сторону, добиваючись оптимального для себе потоку. Сам людина виконує функцію схем порівняння, в якості стандартної виступає представлення людини про те, який потік води повинен бути, а в якості схеми управління виступає водопровідний кран, який управляється схемою порівняння (людиною). Якщо людина змінює своє представлення про еталон, вирішив, що потік води, який біжить з крана недостатній, то він відкриє його більше. В стабілізаторі напруги точно так само. Якщо у нас з'являється бажання змінити вихідну напругу, тоді ми можемо змінити стандартну (опорну) напругу. Схема порівняння, замінлива зміна еталонної напруги, самостійно змінює і вихідну напругу.

Схема джерела опорної напруги (слаботочного стабілізатора) представлена ​​нижче. По суті - це спеціальний дільник напруги, відмінність його в тому, що в якості другого резистора використовується спеціальний діод - стабілітрон. Стабілітрон - це такий діод, який у відмінності від звичайного випрямляючого діода, при досягненні певної величини зворотньої прикладеної напруги (напруги стабілізації) пропускає струм у зворотньому напрямку, а при його подальшому підвищенні, зменшуючи своє внутрішнє опору, прагне утримувати його на певному значенні.

На Вольтамперній характеристиці (ВАХ) стабілітрона режиму стабілізації напруги відображено в негативній області прикладеної напруги та струму (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – ВАХ стабілітрона

За мірою збільшення зворотньої напруги, прикладеної до стабілітрони, він спочатку «сопротивляється» і струм, що протікає через нього мінімальним. При певній напрузі струм стабілітрона починає збільшуватися. Досягається така точка ВАХ (точка 1), після чого подальше збільшення напруги на дільник «резистор - стабілітрон» не викликає збільшення напруги на p-n переході стабілітрона. На цьому ділянці ВАХ відбувається збільшення напруги лише на резисторах. Струм, який проходить через резистор і стабілітрон, продовжує рости. Від точки 1, що відповідає мінімальній току стабілізації, до певної точки 2 Вамперної характеристики, що відповідає максимальній ток стабілізації стабілітрона працює в потрібному режимі стабілізації (зелений ділянка ВАХ). Після точки 2 Вамперної характеристики стабілітрон втрачає свої «корисні» властивості, починає грітися і може вийти зі строю. Ділянка від точки 1 до точки 2 є робочим ділянкою стабілізації, на якому стабілітрон виступає як регулятор.

Для розрахунків ланцюга стабілізації використовуються значення параметрів стабілітронів, що публікуються в довідниках:

  • Напряжение стабілізації Uст;

  • Ток стабілізації Іст (звичайно - середній);

  • Мінімальний ток стабілізації Іст.мін;

  • Максимальний ток стабілізації Іст.макс.

Для розрахунку стабілізатора, як правило, використовуються тільки два перших параметра - Uст, Іст, інші застосовуються для розрахунку схеми захисту по напрузі, в яких можливе значне зміна вхідної напруги.

Для підвищення потужності стабілізації можна використовувати ланцюг з послідовно з'єднаних стабілітронів, але для цього допустимий струм стабілізації таких стабілітронів повинен бути в межах параметрів Іст.мін та Іст.макс, інакше існує вірогідність виходу стабілітронів з ладу.

Потрібно додати, що прості редукційні діоди також володіють властивостями стабілізації зворотної прикладеної напруги, тільки значення напруги стабілізації знаходяться на більш високих значеннях назад прикладеної напруги. Значення максимального зворотного прикладеної напруги випрямляючих діодів зазвичай вказуються в довідниках, а напруга при якій проявляється явище стабілізації, звичайно вище цього значення і для кожного випрямляючого діода, навіть одного типу, різнорідно. Тому, використовуйте випрямляючі діоди як стабілітрони високоВного струму тільки в крайньому випадку, коли не вдалося знайти потрібний вам стабілітрон, або зробити ланцюг зі стабілітронів. У цьому випадку, напруга стабілізації визначається експериментально. Необхідно дотримуватися обережності при роботі з високою напругою.

ПРИКЛАД ІНДИВІДУАЛЬНОГО РОЗРАХУНКУ ПРОСТИХ СТАБІЛІЗАТОРІВ НАПРУГИ

Вихідні параметри:

1. Вхідна напруга дільника - Uвх = 25 В;

2. Вихідна напруга стабілізації – Uвих=9 В (опорна напруга).

Рішення:

1. Виходячи з необхідної напруги стабілізації, по довіднику підбирають необхідний стабілітрон. В нашому випадку це Д814В.

2. З таблиць знаходять середній ток стабілізації - Іст. За таблицею він дорівнює 5 мА.

3. Визначимо напругу, яка падає на резисторі - UR1, як різниця вхідної та вихідної стабілізованої напруги.

UR1 = Uвx - Uвиx

UR1 = 25 - 9 = 16 В

4. За законом Ома ділять цю напругу на струм стабілізації, який протікає через резистор, і отримуємо значення опору резистора.

R1 = UR1 / Iст

R1 = 16 / 0,005 = 3200 Ом = 3,2 кОм

Якщо отриманного значення немає в резистивному ряду, обирається найближчий по номінальному резистору (додаток А). У нашому випадку це резистор номіналом 3,3 кОм.

5. Визначимо мінімальну потужність резистора, збільшивши падіння напруги на неї на протікаючий струм (ток стабілізації).

РR1 = UR1 * Iст

РR1 = 16 * 0,005 = 0,08 Вт

Через резистор, крім струм стабілітрона протікає ще й вихідний струм, тому вибираємо резистор, потужність не менш, ніж у два рази більшу кількість. У нашому випадку це резистор потужністю не менше 0,16 Вт. По найближчому номінальному ряду (у більшу сторону) це відповідає потужності 0,25 Вт.

Таблиця 1.1 – Варіанти індивідуальних завдань

Варіанти

Вхідна напруга дільника Uвх

Вихідна напруга стабілізації Uвих

1

30

10

2

15

6

3

20

12

4

25

10

5

20

5

6

18

7

7

25

9

8

32

10

9

18

5

10

20

8

11

25

10

12

20

5

13

18

7

14

25

10

15

28

8

16

18

6

17

22

12

18

25

8

19

20

10

20

18

5

21

25

8

22

35

15

23

20

10

24

25

8

25

25

10

Тема 9: СТАБІЛІЗАТОР НА ПІДСИЛЮВАЧІ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ.

Літератутра:

  1. Гершунский Б.С. Основы электроники и микросхемотехники – К.: Вища школа, 1987.

  2. Стахів П.Г., Коруд В.І., Гамола О.Є Основи електроніки: функціональні елементи та їх застосування, «Магнолія», Львів, 2010.

Теми для самостійного опрацювання:

  1. Стабілізатори напруги безперервної та імпульсної дії.

  2. Різновиди схем стабілізаторів на підсилювачі постійного струму.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ ПРО КОМПЕНСАЦІЙНИЙ СТАБІЛІЗАТОР НАПРУГИ

При проектуванні джерел живлення електронної апаратури пред'являються високі вимоги до стабільності живильної напруги. Як повільні, так і швидкі коливання (нестабільності та пульсації) напруги живлення істотно змінюють режими та параметри роботи радіоелектронних схем. Причиною нестабільності можуть бути коливання напруги та частоти живильної мережі, зміни навантаження, пульсації випрямленої напруги, коливання вологості навколишнього середовища. Наприклад, для живлення вимірювальних пристроїв, що працюють з точністю 0,1%, потрібна стабільність напруги живлення не гірше 0,01%.

Розрізняють компенсаційні стабілізатори напруги безперервної та імпульсної дії. Стабілізатори напруги безперервної дії представляють собою систему автоматичного регулювання, в якій фактична величина вихідної напруги порівнюється з заданим значенням еталонної (опорної) напруги. Виникаючий при цьому сигнал розладів посилюється і повинен впливати на регулюючий елемент стабілізатора таким чином, щоб вихідна напруга прагнула повернутися до заданого рівня. В якості джерела опорної напруги звичайно використовують параметричний стабілізатор, що працює з малими струмами навантаження, представляючи собою ланцюг, що складається з резистора і стабілітрона.

В залежності від способу включення регулюючої елемента розрізняють компенсаційні стабілізатори послідовного та паралельного типів.

Структурна схема компенсаційного стабілізатора послідовного типу представлена на рисунку 1.3

Рисунок 1.3 – Структурна схема компенсаційного стабілізатора послідовного типу

У цій схемі регулюючий елемент РЕ включений послідовно з навантаженням і грає роль керованого баластного опору. Схема, що складається з регулюючого елемента і опору навантаження, можна представити як дільник напруги, в якій певна частина вхідної напруги «падає» на опір навантаження, а вся інша напруга - на регулюючий елемент. При цьому, і всі зміни вхідної напруги відображуються не на навантаженні, а на регулюючому елементі.

Опорна стабілізована напруга формується джерелом опорної напруги ІОН. Схема порівняння СС порівнює вихідну напругу Uн з опорним напруженням Uоп. Різний сигнал Uн - Uоп, що формується схемою порівняння СС, подає на вхід постійного струму У, посилюється і діє на регулюючий елемент РЕ.

Якщо в навантаженні виявляється напруга, то більше, ніж опорне Uн - має місце позитивний сигнал (Uн - Uоп)> 0, тоді внутрішній опору РЕ збільшується і падіння напруги Uре на ньому збільшується. Так як регулюючий елемент і навантаження включені послідовно, то при збільшенні Uре вихідна напруга зменшується.

При зменшенні вихідної напруги Uн, негативний сигнал розсіювання (Uн - Uоп)<0, навпаки, внутрішній опір РЕ і падіння напруги на ньому зменшуються, що призводить до збільшення вихідної напруги Uн.

Принципова схема компенсаційного стабілізатора напруги послідовного типу на транзисторах наведена в наступному рисунку 1.4.

Рисунок 1.4 – Принципова схема компенсаційного стабілізатора напруги послідовного типу

Джерело опорної напруги виконано на резисторах Rб і стабілітроні VD.

Схема порівняння виконана по принципу вимірювального мосту. Це - типова вимірювальна схема порівняння, яка доволі часто застосовується в різних схемах, тому актуальна не тільки в стабілізаторах напруги.

Розглянемо вимірювальний мост більш детально (рисунок 1.5). Для цього зображуємо його окремо від інших елементів стабілізатора.

Джерело опорної напруги Rб-VD і дільник напруги R1-R2-R3 підключаються до виходу стабілізатора паралельно. Змінний резистор R2 для наглядності поділений на схему на дві половини - два постійних резистора R2 / 1 і R2 / 2. Якщо до середнього точки цих ланцюгів підключити Вметр, то він буде реагувати на різницю напруг, між цими точками. А якщо використовувати Вметр зі шкалою, у якій нуль знаходиться посередині, то наочно буде видно в якій середній точці напруга вище, а в якій нижче. Основний стан вимірювального мосту, який використовується в стабілізаторі напруги, це - явище балансу мосту, стан, при якому значення напруги в середніх точках рівне.

Рисунок 1.5 – Схема вимірювального мосту

Якщо опір резисторів R1 і R3 рівний, а «ползунок» резистора R2 знаходиться в середньому положенні. Тогда опір ланцюгів R1 + R2 / 1 і R2 / 2 + R3 рівний. Це означає, що на виводі "ползунка" резистора R2 буде половина напруги на клемах. Якщо подати на клеми рівно 9В, то в середній точці резисторів буде 4,5В (рівно половина). Джерело опорної напруги поставимо на напругу стабілізації 4,5В - рівне значення середньої точки розподілу на резисторах R1, R2, R3. Тому, за причиною відсутності різниць потенціалів у середніх точках стрілка Вметра буде стоять на нулі.

Якщо підвищіти напругу до 10В, то в середній точці дільника R1 + R2 / 1 и R2 / 2 + R3 напруга збільшується до 5В, а на джерелі опорної напруги вона залищиться 4,5В (стабілітрон не дозволить збільшиться напрузі на своєму кристалі) і стрілка Вметра відхиляється вліво на 0,5В.

Якщо на оборот зменшити напругу до 8В, то в середній точці дільника R1 + R2 / 1 і R2 / 2 + R3 напруга знизиться до 4В, а на джерелі опорної напруги вона попередньо залишиться 4,5В і тепер, стрілка Вметр відклоняється праворуч на 0,5В.

На схемі схеми стабілізатора напруги (рисунок 1.6). В ній функцію Вметра виконує транзистор VT2, який в процесі роботи схеми стабілізації використовується в "робочому" режимі підсилювального режиму (полу відкритий стан). Роль регулюючої елемента в цій схемі стабілізатора грає транзистор VT1. Його завдання - у разі порушення балансу вимірювального мосту, визначеного базо-емітерним переходом, відновити цей баланс шляхом зміни опору переходу емітер-колектор керуючої елемента, а як слідство - зменшення, або збільшення вихідної напруги.

Рисунок 1.6 – Принципова схема стабілізатора напруги

При збільшенні Uвх вихідна напруга збільшується за абсолютною величиною, створюючи негативний сигнал розладів напруги Uе62 на вході підсилювача постійного струму, виконаного на транзисторах VT2. Транзистор, підключений до середніх точок вимірювального моста «приоткривається».

Струм колектора транзистора VT2 збільшується, а потенціал колектора VT2 стає більш позитивним щодо потенціалу землі. Напруга емітер-база транзистора VT1 зменшується, що призводить до збільшення внутрішнього опору транзистора VT1 і падіння напруги на нім. Вихідна напруга при цьому зменшується, прагне до попередньої значимості.

При зменшенні вхідної напруги Uвх навпаки, транзистор VT2 «призакривається», що призводить до збільшення напруги бази-емітера транзистора VT1, в результаті чого опір транзистора зменшується і вихідна напруга підвищується, прагнучи до номінальної напруги стабілізації.

На схемах зображена «точка» підключення до джерела напруги Е0. Для підвищення коефіцієнта стабілізації схем резистор Rк, що визначає базовий струм регулюючого транзистора VT1, підключається до стабільного джерела напруги - Е0. Якщо Е0 не стабільний, то його коливання передаються через резистор Rк на базу регулюючого транзистора VT1 і погіршують коефіцієнт стабілізації схем. Дуже часто зустрічаються схеми стабілізаторів, в яких резистор Rк підключений безпосередньо до вхідного контакту -Uвх. В результаті цього, стабілізатор працює як автоматичний регулятор «середнього» вихідної напруги, і абсолютно не пригнічує ніяких пульсацій мережевої напруги.

Кращим джерелом стабільної напруги є гальванічний елемент, але його використання в більшості випадків - не виправдовує себе. У складних пристроях з декількома джерелами стабілізованого харчування часто для цілей стабілізованого зсуву одного більш потужного стабілізатора використовують вихідну напругу іншого стабілізатора, але з меншим навантаженням.

ПРИКЛАД ІНДИВІДУАЛЬНОГО РОЗРАХУНКУ СТАБІЛІЗАТОРА ПОСТІЙНОЇ НАПРУГИ КОМПЕНСАЦІЙНОГО ТИПУ

Розрахунок стабілізованого блоку живлення проводиться з використанням конкретної схеми, яку ми спочатку показуємо, дотримуючись правил побудови схем, а потім розраховуємо на основі пред'явлених їй вимог.

  1. Перш всього зверніть увагу, на те, що більшість блоків живлення має мінус на масі, тому виконується умова - «мінус на масі» змінюється полярність діодів і конденсаторів, а крім того - тип провідності транзисторів з p-n-p на n-p-n.

  1. Для підвищення коефіцієнта стабілізації компенсаційного стабілізатора в якості регулюючої елемента використовується складний транзистор. Використання складного транзистора збільшує коефіцієнт стабілізації на величину коефіцієнта посилення по струму додаткового транзистора, і на порядок збільшує нагрузочну здатність стабілізатора напруги. Тому до раніше вивченого стабілізатора, додається транзистор VT3. Кожний добавлений таким чином транзистор збільшує нагрузочну здатність в 10 ... 20 разів, Транзистор повинен бути потужним.

  2. Струм через дільник Ідел, що складається з R1, R2, R3, вибирають звичайно на порядок менше (у 10 разів), ніж струм, що протікає по ланцюгу Rб, VD1. Збільшення або зменшення струму розподілу за рахунок зниження або підвищення опорів R1, R2, R3 нецільовими, так як призводить до суттєвого зменшення КПД, або чутливості схеми до зміни вихідної напруги та його пульсацій.

4. Резистор R2 призначений для регулювання стабілізованої напруги в невеликих межах. Предели регулювання вихідного напруги такого стабілізатора обмежені параметрами стабілітрона - мінімальним і максимальним струмом стабілізації.

5. Напруга стабілізації додаткового джерела опорної напруги, що використовується для зміщення транзистора регулюючої елемента, повинна не менше, ніж в 1,5 рази перевищувати значення вихідної напруги стабілізатора. Іншими силовими транзисторами VT2 і VT3 «нічим буде керувати» - напруга на емітерах буде перевищувати базову, і ні про яку стабілізацію речі не буде.

6. попередня умова накладає обмеження на навантажувальні властивості стабілізатора, тому що різниця вхідного і вихідного напруги стабілізатора помножена на вихідний струм, буде "падати" у вигляді розсіюваної потужності на силових транзисторах. Тому необхідно вибрати транзистори, здатні витримувати таку потужність - повторюється правило - чим потужніший транзистор, тим краще. Але чим потужніший транзистор, тим менше у нього коефіцієнт передачі.

Вихідні параметри:

- середня вихідна напруга стабілізатора – 12В;

- максимальний струм навантаження стабілізатора – 2А;

- використовується трансформатор достатньої потужності, з вихідною напругою 25В.

При розрахунках складних схем, як правило, йдуть «з кінця до початку», тому пропоную почати з розрахунку схем опорної напруги та порівняння.

1. Обирається стабілітрон вимірювального моста Стабілітрон VD1 вибирається із значенням напруги стабілізації, рівної половині вихідної напруги стабілізатора:

12В / 2 = 6В

При цій умові забезпечується найкраща стабілізація. Але стабілітрони на таку напругу у продажу відсутній, тому обирається стабілітрон, максимально близький за напругою стабілізації - КС156А, у якого Uст = 5,6 В, Іст = 10 мА.

2. Знайдемо резистор Rб:

На резисторі падає напруга:

URб = Uвих - Uст = 12В - 5,6В = 6,4В

За законом Ома визначається опір резистора:

Rб = U / = 6,4В / 0,01А = 640 Ом

Найближче значення опору резистора по номінальному ряду - 620 Ом.

Мощность резистора знаходимо з умови

Р = U * Іст * 2 = 6,4В * 0,01А * 2 = 0,128 Вт

В формулі цифру 2 позначає коефіцієнт запасу по потужності (щоб резистор не грівся). Найближче найбільше значення потужності резистора по номінальному ряду - 0,125 Вт.

Таким чином, параметри Rб - 620 Ом на 0,125 Вт.

3. Визначимо можливі значення вихідного напруги стабілізатора, при якому стабілізація відбувається.

Вони обмежені максимальними струмами стабілітрона, що стоять в мостовому вимірювальному ланцюгу.

а) Визначимо мінімальну (регульовану) напругу стабілізації: за довідником мінімальний ток стабілізації КС156А = 3 мА, при цьому ток значення вихідної напруги стабілізатора складається:

их.min = Uст + (Іст.min * Rб) = 5,6В + (0,003 * 620) = 7,46 В

б) Визначимо максимальну (регульовану) напругу стабілізації:

За довідником максимальний струм стабілізації КС156А = 55 мА. Це великий струм, при якому стабілітрон буде грітися і потрібні додаткові заходи захисту, тому обмежуємося значенням, в 2 рази більше, ніж номінальне - 20 мА. При цьому струм значення вихідного напруги стабілізатора складається:

Uвих.max = Uст + (Iст.max * Rб) = 5,6В + (0,02 * 620) = 18 В

Так як потужність, яка прикладається до резистора збільшилася, для того, щоб резистор Rб не спалювався від великої прикладеної потужності, його потужність слід збільшувати до значення:

Р = U * Іст * 2 = 12,4В * 0,02 А * 2 = 0,5 Вт

4. Визначимо дільник R1, R2, R3:

Нам відомо, що на стабілітроні КС156А падає - 5,6 В. В режимі стабілізації транзистор VT1 знаходиться в робочій точці, це означає, що при його переході база-емітер «падає» напруга 0,65 В. А це в свою чергу означає, що на базі повинен бути завжди 5,6 + 0,65 = 6,25В по відношенню корпусу стабілізатора. База з'єднується з «ползунком» середнього регулюючого резистора, значить, це напруга 6,25 В завжди присутня на його «ползунку».

При максимальній напрузі стабілізації Uвих.max = 18 В, повзунок знаходиться в нижньому по схемі положення, ток стабілізації Іст.макс = 0,02 А, а струм дільника R1, R2, R3 в 10 разів менше: Iланцюга = 0,002 А:

R3 = 6,25 / Іланцюга = 6,25 / 0,002 = 3,125 кОм;

R1 + R2 = (Uвих.max - UR3) / Iланцюга = 11,75 / 0,002 = 5,875 кОм.

Сумарний опір:

R1 + R2 + R3 = 5 875 + 3 125 = 9 кОм

При мінімальній напрузі стабілізації Uвых.min = 7,46 В, струм розподільника буде:

Iланцюга = Uвих.min / (R1 + R2 + R3) = 7,46 / 9000 = 0,00083 А

знайдемо значення

R1 = (Uвих.min - 6,25) / Іланцюга = (7,46 - 6,25) / 0,00083 = 1,46 кОм,

Значення:

R2 = 5,88 - 1,46 = 4,42 Ом,

округлим значення резистора до значень номінального ряду:

R1 = 1,5 кОм, R2 = 4,3 кОм (змінний), R3 = 3 кОм

5. Розрахуємо друге джерело опорної напруги і відхилення VТ2.

В якості стабілітрона вибираємо Д816А, у якого Uст = 22 В, Іст = 10 мА.

Найдём Rсм.

Вихідна напруга трансформатора після випрямлення та згладжування фільтра = 25 В, тоді

Rсм = (Uтр. - Uст) / Іст = 25 - 22 / 0,01А = 300 Ом

Потужність резистора

РRсм = URсм / Іст = 3 * 0,01 = 0,03 Вт

найближча з номінальної ряду - 0,125 Вт

Для стабільної роботи ланцюга опорної напруги Rсм VD2, необхідно, щоб Rк не надавав цьому ключу шунтування. Тому струм Rк повинен бути не менш, ніж в 2 рази менше струму стабілітрона. Крім того, на ньому падає різниця між вхідною та вихідною напругою:

URк = Uтр. – Uвих. = 25 - 12 = 13 В,

Rк = URк / (Іст / 2) = 13 / 0,005 = 2,7 кОм.

Потужність:

РRк = U * Iст / 2 = 13 * 0,005 = 0,0325 Вт

найближчий - 0,125 Вт.

6. Розрахуємо транзистори:

В якості VT1 підходить транзистор КТ315Г. Він задовольняє вимогам:

- досить високий коефіцієнт посилення (передачі) h21Е = 50 ... 350;

- допустима напруга колектор-емітер - 35 В.

В якості VT2 підходить транзистор КТ815 з будь-яким буквеним індексом. Коефіцієнт передачі h21Э = 40 - 70, забезпечує посилення струму резистора Rк с 5 мА до 250 мА;

В якості VT3 обирається КТ809А. Коефіцієнт передачі h21Е = 15 ... 100, що забезпечує підсилення струму від 250 мА до 3,7 А, але максимальний струм колектора - 3А це по довіднику - межа, немає "запасу міцності", тому ставимо два транзистора в паралель. При виході напруги = 12 В і струму 2А, на них повинен падати 13 В, таким чином, загальна потужність розсіювання транзисторів:

РVT3 = UVT3 * I VТ3 = 2 * 13 = 26Вт

Для вирівнювання потужності на транзисторах доведеться використовувати два резистора в емітерних ланцюгах вихідних транзисторів. 0,05 ... 1 Ом з потужністю по 2Вт.

7. Залишився один резистор

Rе = 0,65 / 2 * 50 = 16 Ом

где 0,65 - Падіння на переході база-емітер,

2 - номінальний струм навантаження = 2А),

50 - середня величина коефіцієнта передачі транзистора.

Схема стабілізатора, який було розраховано

Таблиця 1.2 – Варіанти індивідуальних завдань

Варіанти

середня вихідна напруга стабілізатора Uвих, В

максимальний струм навантаження стабілізатора Uмакс., А

трансформатор достатньої потужності, з вихідною напругою

1

12

2

25

2

11

1

30

3

9

3

25

4

8

4

20

5

10

0,5

35

6

12

2

25

7

11

1

30

8

9

3

25

9

8

4

20

10

10

0,5

35

11

12

2

25

12

11

1

30

13

9

3

25

14

8

4

20

15

10

0,5

35

16

12

2

25

17

11

1

30

18

9

3

25

19

8

4

20

20

10

0,5

35

21

12

2

25

22

11

1

30

23

9

3

25

24

8

4

20

25

10

0,5

35

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Виноградов, В. А. Импульсные источники питания видеомагнитофонов / В.А. Виноградов. - М.: Наука и техника, 2007. - 160 c.

2. Кашкаров, А. П. Все об источниках питания. Энциклопедия радиолюбителя / А.П. Кашкаров. - М.: ДМК Пресс, 2013. - 184 c.

3. Кашкаров, А. П. Импульсные источники питания. Схемотехника и ремонт / А.П. Кашкаров. - М.: ДМК Пресс, 2014. - 184 c.

4. Комисар, М. И. Авиационные электрические машины и источники питания. Учебник для авиационных техникумов / М.И. Комисар. - М.: Машиностроение, 2007. - 304 c.

ДОДАТОК А

Ряд резисторів Е24

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу.