2.Вибір і розрахунок стабілізованого джерела живлення.

2.1. Вибір схеми стабілізованого джерела живлення.

Багато хто з застосовуваних у даний час схем ППЗЧ здатні працювати від не стабілізованих джерел живлення зі збереженням основних характеристик. Це дозволяє спростити схему і знизити вартість джерела живлення.

Однак застосування не стабілізованих джерел живлення має визначені недоліки:

- приблизно на 20% знижується максимальна вихідна потужність ППЗЧ;

- різко зростають коливання живильної напруги, що може привести до виходу з ладу транзисторів фазоинверсного, передвихідного і вихідного каскадів при коливаннях напруги живильної мережі.

При параметрах ППЗЧ, заданих для проектування, вибір не стабілізованих джерел живлення недоцільний, тому що практично всі підсилювачі працюють при досить високих напругах , близьких до максимально припустимого для застосовуваних транзисторів. Студентам пропонується одна з типових схем двох полярного стабілізованого джерела живлення з захистом від перевантажень і коротких замикань, на прикладі якої розглянутий порядок розрахунку стабілізованого джерела живлення. При застосуванні одно полярного живлення в схемі залишається тільки одне плече. Студенти за своїм розсудом можуть вибрати і розрахувати будь-яку іншу схему стабілізованого джерела живлення.

Рисунок 9

2.2. Розрахунку компенсаційного стабілізатора.

1. Визначимо мінімальну вхідну напругу стабілізатора при мінімальній напрузі живильної мережі:

U_{вх мін} = Е_п2 + U_{ке2 мін}(В) [21]

де U_{кэ2 мін} - мінімальна напруга на повністю відкритому транзисторі VT1 (див. розрахунок підсилювача).

2.2.2. Задаючись коефіцієнтом пульсацій на вході стабілізатора К_п = 10% при максимальному струмі навантаження визначаємо величину середньої випрямленої напруги при мінімальній напрузі живильної мережі:

U_{d мін} = U_{вх мін}(1 + К_п)(В) [22]

2.2.3.З урахуванням припустимих коливань напруги в живильній мережі +5 - 10% і зниження вихідної напруги випрямляча під впливом навантаження визначаємо максимальна вихідна напруга випрямляча:

U_{d макс} = К_сети К_нагрU_{d мін} (В) [23]

де К_сети - коефіцієнт, що враховує можливі коливання напруги живильної мережі, К_сети = 1 + 15% = 1,15;

К_нагр - коефіцієнт, що враховує зниження випрямленого напруги під впливом навантаження, К_нагр = 1,05 ÷ 1,1 залежно від потужності випрямляча. З ростом потужності Кнагр зменшується.

2.2.4.Максимальна потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VT1 (VT2):

Р_{к1 макс} = (U_{d макс} - U_вих)2I_ср 1 (Вт) [23]

де I_{ср 1} - середній споживаний одним каналом ППЗЧ струм при середній вихідній потужності.

Приклад вибіру регулюючіх транзисторів:

Як регулюючі транзистори вибираємо комплементарну пару транзисторів типів КТ818В и КТ819В з параметрами:

максимальна розсіювача потужність, що, 60Вт;

максимальний струм колектора 10 А;

максимальна напруга колектор-емітер 60 В;

мінімальний коефіцієнт підсилення по струму h21 _мін - 15;

максимальна температура переходу 150⁰С;

тепловий опір перехід-корпус 1,67⁰С/Вт;

площа теплового контакту 1,5 см².

Як джерело опорної напруги використаємо мікросхеми типів J7815 й J7915 із включеними в нульовий вивід мікросхем діодами КД510А для одержання опорної напруги 15,15 В. Мікросхеми мають наступні параметри:

опорна напруга +15 й -15 вольтів відповідно;

максимально припустимий струм навантаження 1А;

максимальна розсіювати потужність, що, без тепловідводу 1Вт, з тепловідводом 10 Вт;

тепловий опір перехід - корпус 3⁰С/Вт;

максимальна температура структури 120⁰С;

площа теплового контакту 1,5 см².

2.2.5. Максимальна потужність, що розсіюється на мікросхемі (транзисторі) стабілізатора:

РDA1 _макс = Р_{к1 макс}/h21 _мін(Вт) [24]

де h21 _мін - мінімальний коефіцієнт підсилення по струму транзистора VT1

Отримане значення не перевищує припустимої потужності, що розсіюється мікросхемою без тепловідводу.