Расчет двуполярного источника питания электронной аппаратуры. Варианты данных к расчету источника питания двухканального, страница 6

R5 = Кдел Uн/Iдел

Условия выбора стабилитрона и сопротивления R1 см.п. 1.2.4(д).

Выходное напряжение интегрального УПТ

Uвых.оу = Uн + Uбэ + U', где     Uбэ - суммарное напряжение базо-эмиттерных переходов регулирующего и согласующих транзисторов;

U' = R17×Iб.с. - падение напряжения на токозадающем сопротивлении R17.

R15 = Кус R7, где     R7 - выбирается 50...200 [кОм];

Кус=Uвых.оу/DUвх.оу - необходимый коэффициент усиления;

DUвх.оу =  Uвых.оу/( Кдел Uн - Uн + Uст ).

Сопротивление R11 обеспечивает смещение интегрального  УПТ, которое   в режиме короткого замыкания нагрузки приводит к надёжному закрыванию составного транзистора. Для уменьшения влияния составляющей пульсирующего тока фильтра на качество выходного напряжения стабилизатора сопротивление R11 выбирается из условия:

2 R15 < R11 < 10 R15.

R19 = ( Евх.ном. - Uн )/Iзап, где     Iзап = Iст + Iдел - ток запуска схемы стабилизатора.

VD1 - стабилитрон малой мощности.

1.2.5. Токостабилизирующий каскад (рис. 1,2,3,6,7)

VT6 - выбирается по току, задаваемому схемой запуска и напряжению Uкэ.макс. > Евх.макс.

R = Uбэ(VT6)/Iн.м., где     Uбэ(VT6) - напряжение  перехода  база-эмиттер  транзистора VT6, при котором ток базы не равен нулю (0.7 [В] для кремниевых транзисторов).

1.2.6. Оценка Кр схемы стабилизатора

Для рис.1-5:

Кр » Вр Вс Ву Кдел Rн/Rвх, где     Вр, Вс, Ву - минимальные коэффициенты передачи тока базы регулирующего, согласующего и усилительного транзисторов соответственно;

Кдел - коэффициент деления делителя R6/(R5+R6);

Rн - сопротивление нагрузки Rн = Uн/Iн.н.;

Rвх - сопротивление усилительного транзистора со стороны делителя Rвх = Ву r ( r - сопротивление цепи эмиттера ).

2. Фильтр

Наибольший полный ток, отдаваемый фильтром

Iп = Iн.м. + Iк.стаб. , где     Iк.стаб. - ток, потребляемый схемой компенсационного стабилизатора.

2.1. Простой емкостной фильтр

        (2)

где     fп - частота пульсаций на входе фильтра.

Если условие ( 2 ) не выполняется, фильтр необходимо строить по Г-образной или П-образной схемам.

2.2. П-образный RC-фильтр

Коэффициент пульсаций для входного напряжения фильтра

где     Сф - 3000...5000 [мкФ]

Коэффициент сглаживания фильтра

Sс = Кп1/Кп2

Сопротивление фильтра

Rф = Sс Xс = Sс / (2 wп C), где     wп - круговая частота пульсаций на входе фильтра.

Проверка целесообразности использования RC-фильтра

Pф = Uф Iн = Rф Iп Iн  <  0,05 Pн                     ( 3 )

Если условие (3) не выполняется, то необходимо использовать индуктивно-емкостной фильтр.

2.3. П-образный LC-фильтр

Реактивное сопротивление обмотки  дросселя на частоте пульсаций 

XL= wп Lф = Rф

Дроссель выбирается по известному значению:

- индуктивности при номинальном токе ( Lф = XL / wп );

- номинальному току намагничивания ( Iп );

- сопротивлению обмоток ( Rм );

- максимальному значению переменного напряжения.

Pф = Uф Iн = Rм Iп Iн  <  0.05 Pн

3. Выпрямитель

Амплитудное значение входного напряжения выпрямителя

Uм.в. = m Uпр + Евх.ном.( 1 + Кп2 ) + Uф, где     m - коэффициент, зависящий от типа выбранного выпрямителя (однополупериодный, двухполупериодный мостовой, двухполупериодный с нулевой точкой); m = 1 и  m = 2 - однополупериодная и  двухполупериодная схемы выпрямления соответственно.

Uпр - напряжение прямого смещения выбранного диода.

Выбор выпрямительных  диодов и блоков производится по прямому        среднему току, максимальному обратному напряжению, прямому импульсному току (если схема фильтра начинается с конденсатора, то в первый момент после подачи напряжения сети  через  диоды будут протекать значительные импульсные зарядные токи, ограниченные сопротивлением обмотки трансформатора Rм  и  прямосмещённых диодов Rд.пр.: Iпр.имп.= (Uм.в. - m Uпр)/(Rм + Rд.пр.)).

Мостовая схема выпрямления:

Iд.m. = 3,33 Iп,

Iд.эф. = 1,82 Iп,

Uобр.макс. > Uм.в.

Двухполупериодная схема выпрямления с нулевой точкой:

Iд.m. = 3,33 Iп,

Iд.эф. = 1,29 Iп,

Uобр.макс.>2Uм.в.

Однополупериодная схема выпрямления:

Iд.m. = 6,67 Iп,

Iд.эф. = 2,58 Iп,

Uобр.макс.>2Uм.в.

Iд.ср. = Iп/m - для любого из указанных типов выпрямителей.