Номинальные ряды резисторов и конденсаторов.

1. Номинальный ряд сопротивлений постоянных резисторов типа МЛТ мощностью 0,25 - 0,5 Вт с допустимым отклонением 10% (класс точности Е12): 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 8,2. Для резисторов с допустимым отклонением 5% (Е24) дополнительно нормируются следующие номиналы: 1,1; 1,3; 1,6; 2,0; 2,4; 3,0; 3,6; 4,3; 5,1; 6,2; 7,5; 9,1. Эти коэффициенты умножаются на любое число, кратное 10, например: 10 кОм, 220 Ом, 47 кОм и т.д.

2. Переменные резисторы типа СП-I или СП3-12, предназначенные для выносных регуляторов напряжения, имеют допустимое отклонение 20% (Е6) и более узкий номинальный ряд: 1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8. Подстроечные резисторы типа СП3-1а или СП3-1б, предназначенные для установки прямо на печатную плату, имеют класс точности Е12 (т.е.10%), и их номинальный ряд соответствует приведенному в п.1.

3. Пленочные конденсаторы емкостью до 0,01 мкФ типа К73-16, расчитанные на напряжения до 63 В, имеют класс точности Е12, т.е. их номинальный ряд соответствует аналогичному ряду резисторов, приведенному в п.1

4. Электролитические конденсаторы типа К50-6, рассчитанные на напряжение 25 - 50 В, имеют собственный номинальный ряд: 1; 2; 5; 10; 20; 30; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000 мкФ. При монтаже этих конденсаторов следует учитывать их полярность.

16

Поскольку в этой схеме общим проводом является +U_ВЫХ., то в качестве усилителей применены транзисторы структуры pnp, а если общим должен быть минус, то необходимо все транзисторы заменить на npn.

Расчет стабилизатора по этой схеме ведется в следующем порядке:

5. По заданному выходному напряжению стабилизатора, которое он должен обеспечивать в нагрузке U_ВЫХ. = U_Н., определяется величина опорного напряжения, т.е. паспортное напряжение U_СТ. стабилитрона VD1. Если выходное напряжение регулировать не требуется, тo регулятор R5 отсутствует, а U_СТ. стабилитрона может составлять 50-70% от выходного напряжения U_ВЫХ. Если же выходное напряжение регулируется, то U_СТ. должно быть близким к нижнему пределу регулировки, т.е. U_СТ. = ( 95 - 97% )U_{ВЫХ. МИН.}

6. Определяем средний ток стабилитрона I_{СТ. СР.}, который должен быть на 5-10 мА больше паспортного I_{СТ. МИН}. и рассчитываем сопротивление балластного резистора R3 по формуле:

R3 = (U_ВЫХ. - U_СТ.) ⁄ I_{СТ. СР.} (1).

По расчетному значению сопротивления выбираем резистор из номинального ряда сопротивлений (в дальнейшем эту замену расчетного сопротивления на номинал необходимо производить каждый раз, причем в последующие формулы нужно подставлять именно номинальное, а не расчетное сопротивление). Если стабилизатор с регулируемым выходом, то вместо U_ВЫХ. в формуле (1) нужно использовать минимальное выходное напряжение U_{ВЫХ. МИН.}

7. Рассчитываем делитель выходного напряжения, для чего произвольно выбираем значение тока через него в размере 0,5-2% от номинального тока в нагрузке. Обычно I_Д лежит в пределах 5-15 мА. Общее сопротивление делителя определяется формулой:

R_Д = R4 + R5 + R6 =U_{ВЫХ. МАКС.} ⁄ I_Д (2)

Здесь U_{ВЫХ. МАКС}. - это максимальное значение регулируемого выходного напряжения. Если регулировка не требуется, то оно заменяется номинальным, а сопротивление регулятора R5 исключается.

8. Вычисляем ток коллектора регулирующего транзистора VT3:

I_{К. VT3.} = I_Н + I_{СТ. СР.} + I_Д (3)

5

Приложение 3. Параметры ИМС

Таблица 4. Параметры операционных усилителей

Тип ОУ	Усиление тыс. раз	Напряжение питания	Макс. выходной ток	Макс. входное напряжение
К140УД1А	0,5 – 4,5	6,3 В	2,5 мА	1,2 В
К140УД1Б	1,35 – 12	12,6 В	2,5 мА	1,5 В
К140УД6	30	5…18 B	3,0 мA	15 В
K140УД7	30	5…16 B	5,0 мA	12 В
K140УД8A	50	6…16 B	1,5 мA	10 В

Таблица 5. Параметры интегральных стабилизаторов

Тип ИС	Выходная мощность	Выходное напряжение	Макс. выходной ток	Макс. входное напряжение
К142ЕН1	0,8 Вт	3…12 В	150 мА	20 В
К142ЕН2	0,8 Вт	12…30 В	150 мА	40 В
К142ЕН3	6 Вт	3…30 B	750 мA	45 В
K142ЕН5	10 Вт	5 и 6 B	1,5…2,0 A	15 В
K142ЕН8	8 Вт	9,12 и 15 B	1,5 A	35 В

Примечание: Мощные ИС должны устанавливаться на теплоотводы (радиаторы). Габаритные размеры и цоколевку транзисторов и интегральных схем можно найти в справочной литературе.

14

Затем вычисляем коэффициент усиления транзистора VT1:

h_{21Э VT1} =(U_{ВХ. МАКС}.-U_{ВХ. МИН}.) ⁄ d(b_МИН.+ b_МАКС.)U_ВЫХ. (9)

где d = U_СТ ⁄ U_{ВЫХ. МАКС} - коэффициент деления выходного напряжения делителем R4 + R5 + R6.

9. Резисторы R1 и R2 рассчитывают по следующим формулам:

R1 = 2(h_{21Э VT2} h_{21Э VT2} ) ⁄ I_Н (10)

R2 = U_{ВХ. МИН}. ⁄ I_{К. МИН. VT2} (11)

Минимальный коллекторный ток транзистора VT2 определяют по справочнику (обычно I_{К. МИН}. для транзисторов средней мощности 3-5 мА).

10. Элементы выходного делителя рассчитывается из следующих соображений: при минимальном выходном напряжении U_{ВЫХ. МИН}. движок регулятора находится в крайнем нижнем по схеме положении, а при максимальном напряжении - в верхнем. Кроме того, для нормальной работы транзистора VT1 необходимо обеспечить ему начальное смещение между базой и эмиттером U_БЭ.VT1 = 0,5 -1 вольт. Поэтому напряжение на базе этого транзистора, которое должен обеспечить делитель в этом положении:

U_{Б. VT1} = U_СТ + U_{БЭ. VT1} (12)

Отсюда:

R6 = R_Д (U_{Б. VT1} ⁄ U_{ВЫХ. МАКС}.)

R5 = R_Д (1 - U_{Б. VT1}. ⁄ U_{ВЫХ. МИН}.)

R4 = R_Д - R5 - R6; (13)

11. Конденсаторы фильтров пульсаций выбираются из следующих соотношений:

С1 > 50 / (6,28 f_П R4) мкФ

С2 = 2 С1, . (14)

где f_П - частота пульсаций

Как и в случае резисторов, емкость выбирается из номинального ряда, а рабочее напряжение не меньше выходного.

7

Приложение 1. Образец титульного листа курсового проекта.

Санкт-Петербургский Колледж Информационных Технологий

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По теме: "Источник вторичного электропитания"

Разработал учащийся 321 группы Иванов И.И.

Преподаватель Сидоров П.П..

Оценка

Санкт-Петербург

2004 г

Чтобы еще больше повысить K_СТ., вместо ОУ можно установить интегральный стабилизатор напряжения, имеющий встроенный источник опорного напряжения и усилитель сигнала ошибки с высоким коэффициентом усиления по напряжению K_U. Подобная схема приведена на рисунке 2.3. В ней интегральный стабилизатор дополнен мощным регулирующим элементом на составном транзисторе VT1,VT2, который рассчитывается аналогично схеме 2.1. Аналогичен и расчет выходного делителя, при этом минимальный ток делителя принимается равным 1,5 мА, а сопротивление резистора R6 выбирается в пределах 1,2 -1,6 кОм. Напряжение на базе VT1 U_Б.VT1 можно принять для К142ЕН1 равным 1 вольту, а для К142ЕН2 - 2 вольтам.

Рисунок 2.3. Интегральный стабилизатор с усилителем мощности.

Расчет базовых сопротивлений для транзисторов ведется по формуле (11) для R2 в схеме 2.1, но с учетом того, что в схеме 2.3. базовое сопротивление составлено из двух резисторов R2 и R3, образующих делитель схемы защиты в соотношении 1:10. Резистор R7 обеспечивает защиту от коротких замыканий в цепи нагрузки и рассчитывается по формуле:

R7 = 0,5В ⁄ I_К.3. (16)

где I_К.З. - пороговый ток защиты, составляющий 110-120% номинального тока нагрузки.

Конденсатор С1 - неполярный и, обычно, имеет емкость 0,1 мкФ, а конденсатор С2 рассчитывают по формуле (14).

9