- •4. Стабилизаторы
- •4.1. Краткие теоретические сведения
- •4.2. Пример расчета компенсационного стабилизатора последовательного типа
- •4.3. Пример моделирования схемы стабилизатора
- •5. Генераторы синусоидальных колебаний
- •5.1. Краткие теоретические сведения
- •5.2. Пример расчета генератора на оу с мостом Вина
- •5.3. Пример моделирования схемы генератора с мостом Вина
- •6. Активные фильтры
- •6.1. Краткие теоретические сведения
- •6.2. Реализация активных rc-фильтров
- •6.3. Примеры моделирования активных rc-фильтров
- •7. Генераторы пилообразного напряжения
- •7.1. Краткие теоретические сведения
- •7.2. Пример расчета автоколебательного генератора
- •7.3. Пример моделирования схемы генератора
- •Список литературы
- •Содержание курсовой работы
- •Требования к оформлению курсовой работы
4.2. Пример расчета компенсационного стабилизатора последовательного типа
Выбор схемы. Для расчета принимается схема последовательного компенсационного стабилизатора для положительного выходного напряжения, представленная на рис. 4.8. Заданные параметры:
; ; ; ; ; ; .
Определение максимального, среднего и минимального напряжение на входе. Находится наименьшее напряжение на входе стабилизатора:
В ,
где - минимальное напряжение на регулирующем транзисторе .
Исходя из того, что в качестве регулирующего транзистора , как правило, выбирается кремниевый, то выбирается в пределах 3..5 В.
Учитывая нестабильность входного напряжения на входе стабилизатора , находится среднее и максимальное напряжение на входе стабилизатора:
,
.
Выбор регулирующего транзистора. Определяется максимальное значение напряжения на регулирующем транзисторе:
.
Мощность, которая рассеивается на коллекторе транзистора , равняется:
.
По полученным значениям , , выбирается тип регулирующего транзистора, например, такой:
Марка транзистора 2Т827В
Тип транзистора
Допустимый ток коллектора, 20 А
Допустимое напряжение коллектор-эмиттер, 100 В
Рассеиваемая мощность коллектора, 125 Вт
Минимальный коэффициент передачи тока базы, 750
По статическим ВАХ выбранного транзистора находят:
- входное сопротивление транзистора ;
- коэффициент передачи напряжения:
при
Здесь − входное сопротивление транзистора (Ом);
− коэффициент передачи напряжения.
Далее находят ток базы транзистора :
.
Рис.4.8. Принципиальная схема стабилизатора с ограничителем тока
Расчет схемы сравнения и УПТ. Величина опорного напряжения:
.
В качестве источника опорного напряжения выбран стабилитрон Д818Е со следующими параметрами:
- ;
- ;
- ;
- ;
- ;
- при ; .
Сопротивление резистора :
.
В качестве усилительного элемента выбирается ОУ. Выбор ОУ осуществляется из следующих условий:
,
где − максимальное напряжение на выходе ОУ;
− максимально допустимый ток на выходе;
Выбран ОУ с параметрами:
;
;
.
Расчет делителя. Ток делителя принимается равным 5 мА (т.е. много меньше величины ), коэффициент деления 0,6 (но так, чтобы ). Тогда ; .
Выходное сопротивление стабилизатора. Регулирующий транзистор включен по схеме с ОК и охвачен отрицательной обратной связью через ОУ, поэтому:
; ;
.
Коэффициент стабилизации стабилизатора напряжения:
.
Нестабильность выходного напряжения определяется увеличением напряжения стабилизации стабилитрона на 0,001 %/ °С. Нестабильностью резисторов и с температурой можно пренебречь, так как оба резистора меняются с одинаковым температурным коэффициентом, так что
.
Найденные параметры удовлетворяют заданным условиям.
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. Схема защиты компенсационного стабилизатора от перегрузки реализована на элементах и . Для расчета принимаем ток срабатывания защиты равным 120 % от :
.
При напряжении на сопротивлении , равном , открывается транзистор и шунтирует регулирующий транзистор . Резистор такого номинала должен быть прецизионным (проволочным).