Расчет параметрического стабилизатор на биполярном транзисторе. Практическая работа №1

       Цель работы:

       - Освоение пакета схемотехнического моделирования Ltspice;

       - Расчет схемы параметрического стабилизатора;

1. Схема параметрического стабилизатора состоит из:

- Токоограничивающего резистора R2, ограничивающий входной ток стабилизатора и рассеивающие избыточную мощность биполярного транзистора;

- Силового транзистора VT1;

- Стабилитрона 4.7 В D1;

- Диода D2;

- Согласующего резистора R1 устанавливающего рабочую точку стабилитрона D1;

- Нагрузочного сопротивления R1, выполняющего роль нагрузки.

Компьютерная модель, рассматриваемого стабилизатор представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Модель стабилизатора на биполярном транзисторе.

       2. Добавление элементов на рабочее поле расчетной схемы:

Нажимают на панели инструментов «component», обозначеной на рисунке 2.

Рисунок 2 – Кнопка открытия библиотеки с элементами

       Открывается диалоговое окно, представленное на рисунке 3.

Рисунок 3 – Диалоговое окно поиска и выбора компонентов

       Установите УГО npn биполярного транзистора на схему. Нажмите правой кнопкой мыши на элемент – откроется новое диалоговое окно с выбором встроенных в бибилиотеку элементов пакета биполярных транзисторов (рис.4):

Рисунок 4 – Выбор встроенных в библиотеку моделей биполярных транзисторов Ltspice

       В 4-ой и 5-х столбцах диалогового окна выбора элементов представлены предельные характеристики в части токов и напряжений.

Подберите транзистор с током коллектора более 3-х ампер и максимальным напряжением коллектор-эмиттер, превышающим 30 Вольт.

       Для ввода в схемы резистора – нажмите на клавиатуре букву “R” в английской раскладке.

       Для ввода диода и стабилитрона на поле расчетной схемы нажмите снова кнопку выбора компонентов и выберете компонент “diode”.

       Стабилитроны и диоды в пакете LTspice находится в одном диалоговом окне выбора компонентов и привязаны к УГО диода, как показано на рисунке 5. Подберите стабилитрон с напряжением обратного пробоя равным 5.6 Вольт.

Рисунок 5 – Подбор стабилитрона

       Аналогичным образом (рис.5) подберите диод с максимальным обратным напряжением, превышающим 10 Вольт и током проводимости больше 300 мА.

       Добавление источника постоянного напряжение осущевствляется аналогичным образом, по ключевому слову в поиске “voltage».

       Следует отметить, что вращение элементов на схеме осущевствляется комбинацией клавишь “CTRL+R”

       Для запуска расчета следует нажать кнопку “RUN”, расположение которой показано на рисунке 6:

Рисунок 6 – Панель инструментов с обозначением команды запуска расчета

       При ее нажатии выйдет диалоговое окно с заданием параметров расчета, представленное на рисунке 6.

Рисунок 7 – Диалоговое окно установки параметров расчета

“Stop Time” – установка времени расчета;

“Time to start saving data” – отложенное время сохранения данных расчета;

“Maximum time step” – Максимальный шаг расчета.

Установите время расчета в пределах 10 мС. Остальные графы оставьте нетронутыми.

После нажатия ОК появится окно, в котором иллюстрируются сигналы токов и напряжений выбранных элементов.

Для добавления нескольких осей абсцисс в панеле инструментов “Plot settings” выберите команду “Add plot pane”.

Вывод результата расчета осуществляется установкой пробника на схеме на соответствующий элемент, где щуп, позволяет отобразить напряжение в узле схемы, а а токовые клещи со стрелкой ток через элемент схемы. При этом с несколькими сигналами можно совершать арифметические действия: складывать, умножать, делить и т.д.

Рисунок 8 – Вывод результата расчета узлового напряжения схемы

Задание:

1. Произвести расчет номиналов элементы схемы, при питании ее от 15 В постоянного напряжения исходя из следующих параметров:

-Выходная мощность стабилизатора – 3 Вт (сопротивление нагрузки 7 Ом);

-Максимально выделяемая мощность на резисторе R2 – 3 Вт;

-Максимально выделяемая мощность на транзисторе Q1 – 5 Вт;

- Подобрать номинал резистора R1, чтобы мощность, выделяемая, на стабилитроне не превышала 500 мВт

2. Произвести расчет рабочих параметров элементов схемы при питании ее от 12 В и 22 В:

- Выходная мощность

- Потери на элементах.

Дата добавления: 2023-10-06