ПГ “Академик Сергей Павлович Корольов”гр. Дупница

Тема: Компенсационен стабилизатор на напрежение с непрекъснато действие

Изготвил:

Проверил: Подпис: …………..

СъдържаниеСъдържание I. Теоретична постановка

1. Избор на схема2. Оразмеряване на регулируемият елемент3. Оразмеряване на елементите в схемите4. Изчисляване на захранващия токоизправител

II. Схема на свързване

2

I. Теоретична постановка

При проектирането се спазва следния примерен ред на изчисляване:

1. Избор на схемата – това е най-отговорният момент от проектирането. Схемата се избира в зависимост от изискванията на консуматора, възможностите на захранващия токоизточник, условията на околната среда, технико-икономически съображения и други. Препоръчва се където е възможно и икономически изгодно да се използват интегрални схеми за стабилизиране. Ако се налага проектирането на стабилизатор на напрежение изпълнен с дискретни елементи, винаги се препоръчва схема от последователен вид. Паралелните схеми се прилагат само когато товарният ток в някои моменти може да смени посоката си т.е. консуматора да стане токоизточник.

2. Оразмеряване на регулируемият елемент. Състои се в избор на транзистор или схема на съставен транзистор, който да издържа на всички екстремни състояния – работни или аварийни. При това необходимия базов ток за управление на транзистора е желателно да не надвишава 0,5А.

3. Оразмеряване на елементите в схемите за еталонно напрежение, на обратна връзка и др. При тези изчисления се определят коефициента на стабилизация, вътрешното съпротивление, коефициента на филтрация и други параметри на стабилизатора. Трябва да се има предвид, че тези изчисления имат доста приблизителен характер поради нееднозначното фиксиране на някои параметри на транзисторите, затова се предпочитат опростени методи, даващи необходимата точност при минимален брой данни и изчислителни операции.

4. Изчисляване на захранващия токоизправител и изглаждащия филтър към него. Нека се изчисли стабилизатор на напрежение от последователен тип със следните изходни данни: Uизх=12V, Iт=0,15А; коефициент на стабилизиране Ка>50, изменение на Uвх= ±10% ; коефициент на пулсациите на входа S`(i)=0,1.

4.1. Относителното увеличение на захранващото напрежение е а=0,1, а относителното му намаление b=0,1.

4.2. Избира се транзистор за регурлиращ елемент тип КТ801Б със следните данни: 1=20100, Ic1max=5А, напрежение на насищане Ucн=60V , максимално допустима разсейвана мощност Pc1=5W .

4.3. Изчислява се базовия ток на регулиращия трансистор:

Iв1= Iт

= 0,15

= 0,0075 A =7,5 mA

1min 20

3

Базов ток 7,5mA е твърде голям, налага се въвеждането на съставен транзистор. Избира се втори транзистор тип КТ203Б със следните данни 2 =30100, Ic2max = 10 mA, Uch2 = 30 V , допустима разсейвана мощност Pc2

= 0,15 W4.4. За съставния транзисто Т1,2 базовия ток е :

Iв1 = Iт

= 0,15 = 0,00025 A = 250 A

1min . 2min 20 . 30

4.5. Средната стойност на минималното входно напрежение е :

U0вхmin = Uизх + 2Uсн1

= 12 + 2.2

= 15.8 V 1 - S( i ) 1 – 0,1

4.6. Средната стойност на номиналното входно напрежение е :

U0вхном = U0вхmin

= 15,8

= 17,6 V

1 - b 1 – 0,1

4.7. Средната стойност на максималното входно напрежение е : U0вхmax = U0вхном .(1+а) = 17,6.(1+0,1) = 19,4 V

4.8. Изчислява се максималното входно напрежение: Uвхmax = U0вхmax . (1+S(i)) = 19,4.(1+0,1) = 21,3 V

4.9. Максималната разсейвана мощност от регулиращите транзистори е : Pc1 = 1,1.(U0вхmax – Uизх).Iт = 1,1.(19,4 – 12).0,15 = 1,22 W

Pc2 = Pc1

= 1,22

= 0,06 W

1min 20

4.10. Изчислява се R1:

R1 = U0вхmin – Uизх

= 15,8 – 12

= 3040

(310).Ic1 5.250.0,00001

Избира се стандартна стойност за R1 = 3k

4.11. Изчислява се минималния колекторен ток на транзистора Т3:

Ic3min U0вхmin – Uизх - Iв2 =

15,8 – 12 - 0,0025 = 0,00102 А

R1 3000

4.12. Изчислява се максималниям колекторен ток на Т3:

Ic3max 19,4 – 12

- Iв2 = 19,4 – 12

– 2,5 = 0,00222 А

R1 3000

4.13. Избира се напрежение колектор-емитер на Т3: Uce = 4 V Pc3 = Uce . Ic3max = 4.0,00222 = 0,0089 A

От технологични съображения за унификация на детайлите транзисторът Т3 се избира същия тип като Т2 - КТ203Б

4

4.14. Избира се опорно напрежение и стабилитрон. Uоп Uизх – Uce3 = 12 – 4 = 8 V

Избира се стабилитрон с работно напрежение Uоп = 78,5 V, динамично съпротивление Rд = 6 при Iст = 5 mA

4.15. Изчислява се съпротивлението на R2

R2 = Uизх – Uоп

= 12 – 8

= 1005

Iст – Ic3min 5-0,00102

Избира се стандартна стойност на R2 = 1k4.16. Изчислява се съпротивлението на входния делител на

напрежение при избран ток на него Iдел = 6 mA

R3 + R4 + R5 = Uизх

= 12. = 2000

= 2k

Iдел 0,006

R4

U0 =

8 . = 1333

Iдел 0,006

Избират се следните стандартни стойности R4 = 910, R5 = 470, R3

= 620.

4.17. Изчислява се коефициента на предаване на входния делител.

min = R4

= 910 . = 0,455

R3+R4+R5

620+910+470

4.18. Входно съпротивление на Т3 е : Rвх3 = Rвх3 + .3.Rd = 300 + 30.6 = 480

4.19. Изчислява се коефициента на усилване на стъпалото:

ду 3.R1 =

30 . 3000 =

187,5

Rвх3 480

4.20. Изчислява се коефициента на стабилизация:

Ku = Uизх . . ду =

12 . 0,455 . 187,5 = 52,8

U0вхmax 19,4

Тази точност удовлетворява, понеже е получена при комбинацията на най-неблагоприятните фактори – всички транзистори са с най-ниския възможен статичен коефициент на усилване и стабилитронът е с най-ниско възможно напрежение.

4.21 Стойността на Cизх се избира ориентировъчно:

Сизх = 1600. I т

= 1600. 0,15

= 20F

Uизх 12

5

ІІ. Схема на свързване:

6