2. Расчетно-графическая работа «Расчет стабилизатора напряжения»

Рассчитать параметрический стабилизатор напряжения для заданных параметров нагрузочного устройства:

– для заданных параметров нагрузочного устройства (U_н; I_н; R_н) осуществить выбор стабилитрона по нормативно-технической документации (указать марку стабилитрона, его напряжение стабилизации , значение номинального тока стабилизации , предельные параметры стабилитрона – , );

– привести принципиальную электрическую схему стабилизатора;

– произвести расчет электрических параметров и элементов стабилизатора ( ; ; ), определить величину входного напряжения стабилизатора ( ), номинальные значения сопротивления и рассеиваемой мощности балластного резистора в соответствии с нормированными значениями этих величин;

– проверить работоспособность выбранного стабилитрона для случая работы стабилизатора в режиме холостого хода (R_н = ), т. е. выяснить, не будут ли режимы работы стабилитрона выходить за его предельные значения параметров.

Оформить работу в соответствии с требованиями приложения 1.

Таблица 2

Варианты заданий РГР

«Расчет стабилизатора напряжения»

№ ва-рианта	Uн, B	Iн, мA	Rн, Ом
1	2	3	4
1	5,6	–	300
2	82	20	–
3	15	–	850
4	3,9	100	–
5	27	–	550
6	12	25	–
7	47	–	1000
8	22	75	–
9	6,8	–	150
10	18	–	100
11	8,2	40	–

Продолжение табл. 2

1	2	3	4
12	33	–	850
13	27	70	–
14	12	–	650
15	5,6	50	–
16	33	–	750
17	10	250	–
18	4,7	–	70
19	120	18	–
20	8,2	–	40
21	56	35	–
22	130	–	8000
23	3,3	–	50
24	150	13	–
25	15	2	–
26	180	–	18000
27	36	8	–
28	12	–	3500
29	100	20	–
30	10	4	–
31	3,9	–	100
32	11	10	–
33	68	–	3000
34	33	40	–
35	15	–	1500
36	39	65	–
37	8,2	5	–
38	30	–	3500
39	56	–	2000
40	22	15	–
41	7,5	–	2500
42	13	12	–
43	18	–	1200
44	47	50	–
45	3,3	–	80
46	39	–	1000
47	11	8	–
48	3,9	50	–
49	5,6	–	350
50	33	100	–
51	10	–	750

Продолжение табл. 2

1	2	3	4
52	4,7	20	–
53	27	–	300
54	6,8	300	–
55	3,9	–	150
56	22	100	–
57	9	–	550
58	16	30	–
59	5,6	–	150
60	3,3	50	–
61	120	–	6000
62	12	8	–
63	39	–	800
64	5,6	–	3000
65	8	12	–
66	14	–	2000
67	27	12	–
68	3,3	20	–
69	10	–	4500
70	82	–	4000
71	15	200	–
72	9,1	–	2000
73	68	30	–
74	24	–	2000
75	9	5	–
76	5,6	–	400
77	27	90	–
78	8,2	–	20
79	22	–	150
80	6,8	450	–
81	18	200	–
82	5,6	–	10
83	15	150	–
84	4,7	75	–
85	12	–	45
86	3,9	–	50
87	10	350	–
88	100	15	–
89	13	–	2500
90	82	15	–
91	3,3	35	–

Окончание табл. 2

1	2	3	4
92	56	–	1500
93	4,7	25	–
94	47	–	1200
95	6,8	–	250
96	39	45	–
97	3,9	30	–
98	12	–	5000
99	33	–	500
100	3,3	90	–

Методические указания к выполнению РГР «Расчет стабилизатора напряжения»

Основные электрические параметры стабилизатора напряжения:

– напряжение на нагрузочном устройстве – U_н;

– нагрузочный ток (величина тока, протекающего через нагрузочное устройство) – I_н;

– номинальное значение входного напряжения стабилизатора – ;

– напряжение стабилизации (напряжение на стабилитроне) – ;

– ток стабилизации (ток, протекающий через стабилитрон) – ;

– минимально допустимый ток стабилизации – ;

– максимально допустимый ток стабилизации – ;

– номинальный ток стабилизации –

Порядок выполнения работы

Схема параметрического стабилизатора приведена на рис. 1.

Для заданных параметров нагрузочного устройства (U_н; I_н; R_н) по справочно-нормативной литературе выбирают стабилитрон, главным образом, по напряжению на нагрузочном устройстве U_н и току нагрузки I_н. Номинальное напряжение стабилизации стабилитрона должно соответствовать напряжению на нагрузочном устройстве U_н, максимально допустимый ток стабилизации стабилитрона должен превышать ток нагрузки I_н примерно в два раза.

Расчет элементов стабилизатора производится на основе уравнения электрического состояния параметрического стабилизатора:

,

где – балластное сопротивление; .

В случае параметрического стабилизатора .

В расчетах ток стабилизации должен соответствовать номинальному току стабилизации , значение которого указывается в паспортных данных стабилитрона, или допускается принять

.

Напряжение обычно на 30–50 % больше . При напряжениях стабилизации менее 5 В может превышать в 2 раза.

В результате расчетов определяют: электрические параметры стабилизатора ( ; ) и значение сопротивления , величину входного напряжения стабилизатора U_вх.ст, номинальное значение сопротивления и рассеиваемой мощности балластного резистора в соответствии с нормированными значениями этих величин.

В заключение расчета стабилизатора проверяют работоспособность выбранного стабилитрона при работе стабилизатора в режиме холостого хода (R_н = ), при этом и (мощность, рассеиваемая на стабилитроне) не должны превышать соответствующих предельно допустимых значений тока стабилизации и рассеиваемой мощности для выбранного стабилитрона.