Расчет компенсационных стабилизаторов напряжения

        Рассчитываем сопротивление резистора R2

        R2 = UR2 / IК1 = 1.5 / 412´10-5 = 364 Ом,                       (4.27)

        РR2 = UR2 ´ IК1 = 1.5 ´ 412´10-5 = 618´10-5 Вт.            (4.28)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МЛТ- 0.125  360 Ом ±5%.

        Рассчитываем основные параметры составного транзистора:

входное сопротивление транзистора

        h11Э ск =h11Э2+h11Э3h21Э2min= 36.36 + 33´60 =2016 Ом;  (4.29)

коэффициент передачи напряжения транзистора

        mск = m2m3 / (m2 + m3) = 45.4´4.2 / (45.4 + 4.2)=3.84        ;     (4.30)

выходное сопротивление транзистора

        rск = mск h11Э ск  / h21Э2min h21Э3min = 0.1723 Ом.               (4.31)

Рассчитываем входное сопротивление источника стабильного тока

RTD­ = R1 ´ R2 / r VD1 = 3900´360 / 15 = 57024 Ом.      (4.32)

Рассчитываем параметры усилителя обратной связи:

сопротивление нагрузки усилителя

RК = h11Э ск RTD / (h11Э ск + RTD) = 1947.49 Ом;              (4.33)

коэффициент усиления напряжения усилителя

        Кu = 0.7 h21Э4min RК / (h11Э4 + h21Э4min r VD2) = 71.13 .      (4.34)

Рассчитываем коэффициент стабилизации рассчитанного стабилизатора напряжения, а также величину пульсаций на выходе

        Кст = mскКuUн / Uвх = 3.845 ´ 71.13 ´ 15 / 22 = 186.4,   (4.35)

        DUвих = DUвх / mскКu = 4 / 3.845 ´ 71.13 = 12´10-4,        (4.36)

Рассчитываем коэффициент пульсаций

        Кп = DUвих ´ 100 / Uвх = 12´10-4 ´ 100 / 15 = 8´10-3%.    (4.37)

        Выходное сопротивление компенсационного стабилизатора будет

        Rвых = rск / mскКu = 0.17 / 3.845 ´ 71.13 = 63´10-5 Ом.   (4.38)

Проверяем соответствие рассчитанных параметров заданным условиям:

Кст = 186.4  >  Кст.зад = 100;

Кп = 8´10-3%  < Кп.зад = 10´10-3%.

Найденные параметры удовлетворяют заданным условиям.

4.3 Расчет схемы защиты компенсационного стабилизатора от перегрузки.

        Устройства защиты стабилизаторов напряжения от перегрузок можно разделить на встроенные, воздействующие на регулирующий элемент стабилизатора, и автономные, содержащие отдельный ключевой элемент. Обычно к стабилизаторам с защитой от короткого замыкания выходной цепи предъявляется требование автоматического возврата в рабочий режим после устранения перегрузки.

Разрабатываем схему защиты компенсационного стабилизатора напряжения от перегрузки (рис 4.1).

        Рис. 4.1

Схема защиты компенсационного стабилизатора от перегрузки реализована на элементах VT5 и R8.

Для расчета принимаем ток срабатывания защиты равный 110% от Iн .

Iн max = 1.1 Iн = 1.1 ´ 5 = 5.5 А.                        

Рассчитываем сопротивление R8 в соответствии с методикой изложенной в [3]:

R8 = Uбе5  / Iн max = 0.7 / 5.5 = 0.127 Ом.                        (4.39)

Рассчитываем мощность проволочного резистора

РR8 = Uбе5 ´ Iн max = 0.7 ´ 5.5 = 3.85 Вт.                       (4.40)

Выбираем транзистор VT5 из условия Iк5 = Iб3 ;

Uк5 max =Uбэ3 + R8´Iн max = 0.7 + 0.127 ´ 5.5 =1.4 B;       (4.41)

P5 = Uк5 max ´ Iб3 = 1.4  ´  6.7´10-3 = 9.38 ´10-3 Вт.       (4.42)

По полученным значениям Uк5 max , Iк5 , Р5 выбираем тип транзистора и выписываем его параметры:

4.3         Разработка схемы компенсационного стабилизатора напряжения на базе ИМС.

Разработка схемы компенсационного стабилизатора напряжения на базе ИМС сводится к выбору стандартной серийно выпускаемой ИМС и расчета (если необходимо) навесных элементов.

Таблица 4.1

1	2	3	4	5