При несоблюдении перечисленных выше требований и правил оформления принципиальных схем типовой расчет не проверяется и возвращается на доработку.
Порядок расчёта источника питания
Целью проводимых в контрольной работе расчётов является обеспечение заданных выходных параметров источника питания.
Исходные величины к расчёту источника питания:
- параметры сети: номинальное напряжение Uс и его относительное изменение dс, частота fс;
- параметры нагрузки: номинальный Iн.н. и максимальный токи Iн.м., номинальное напряжение постоянного тока Uн;
- параметры фильтра и стабилизатора: коэффициент пульсаций напряжения на выходе фильтра Кп2, амплитуда пульсаций на выходе стабилизатора Uмп, ошибка выходного напряжения dн при изменении тока нагрузки от Iн.н. до Iн.м., ошибка dнс выходного напряжения стабилизатора от изменения напряжения сети.
Работоспособность источника питания определяется правильностью выбора электронных компонентов по заданным параметрам сети и нагрузки, но качественные параметры (Uмп, dн) источника питания обеспечиваются схемой стабилизатора. При этом у отличающихся по своим схемотехническим решениям стабилизаторов Кп2, dс, бн будут оказывать различное влияние на Uн. Так, в стабилизаторах с самозапуском и токозадающим сопротивлением пульсации входного напряжения будут приводить к изменению тока базы согласующего транзистора VT2 d×Iб.с. (рис.1)
d×Iб.с. = d×Ir = d×E/(1- Uн/E)
и пульсациям напряжения на нагрузке
DUн = Ir×б×Iб.с.×jт/(Iэ×Кдел) < Uмп где Ir - ток, ответвляющийся в базу согласующего транзистора VT2 от сопротивления R1;
jт - температурный потенциал 25 [мВ];
Iэ - ток эмиттера усилительного транзистора VT3;
Кдел - коэффициент делителя;
Uмп - заданная амплитуда пульсаций на нагрузке.
Анализируя структурную схему данного стабилизатора можно показать, что изменение напряжения на нагрузке от изменения напряжения сети составит
Iэ = Iоэ + DIэ = Iоэ + DUн/(Кдел Rус)
где Iоэ - начальный ток эмиттера усилительного транзистора VT3;
Rус = DUбэ/DIк - определяется графоаналитически по входным и выходным характеристикам усилительного транзистора VT3.
В стабилизаторах с триггерной самозащитой на дискретных элементах (рис.4) ток базы согласующего транзистора VT2 задаётся дополнительным транзистором обратной проводимости, поэтому изменение тока базы согласующего транзистора от Кп2:
dIб.с. = DE/rк = dE×E/rк где rк - сопротивление коллектора дополнительного транзистора (для схемы с ОЭ)
При анализе схем рис. 3, 6, 7 нужно учесть, что опорное напряжение в них формируется параметрическим стабилизатором от входного нестабилизированного напряжения и пульсации Uоп приведут к пульсациям на нагрузке.
В стабилизаторах с триггерной самозащитой на интегральном УПТ (рис.8) пульсации напряжения на нагрузке следует оценивать по пульсирующему току через сопротивление R11.
Изменение тока, потребляемого нагрузкой, является возмущением и ошибка от этого возмущения может быть оценена по Кр стабилизатора:
dн = (Uн - Uхх)/Uхх = 1/Кр
После расчёта схемы стабилизатора нужно определить значение Кр схемы и сравнить его с Кр.необх. Должно выполнятся условие
Кр > Кр.необх.
где Кр.необх. = 1/dн
1. Расчёт компенсационного стабилизатора
1.1. Анализ структурной схемы стабилизатора
1.2. Расчет и выбор элементов
1.2.1. Регулирующий транзистор (VT1)
Минимальное напряжение на входе стабилизатора:
Евх.мин. = Uн + Uп + Uкэ.мин., где Uн - напряжение нагрузки;
Uп - амплитуда пульсаций напряжения на выходе фильтра, определяемая по заданному значению коэффициента пульсаций Кп2 (соответствует максимальному току нагрузки стабилизатора). Ориентировочное значение Кп2×(Uн[В]+5[В]).
Uкэ.мин. - минимальное напряжение коллектор-эмиттер регулирующего транзистора (Uкэ.нас). У большинства мощных транзисторов Uкэ.мин находится в пределах 1,5[В].
Исходя из колебаний сетевого напряжения бс:
- номинальное значение входного напряжения стабилизатора
Евх.ном. = (1 + dс) Евх.мин.
- максимальное значение входного напряжения стабилизатора
Евх.макс. = (1 + dс) Евх.ном.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.