Примеры задач до лекции 19

Вопросы для самопроверки

1. Поясните назначение стабилизаторов напряжения (тока) в схемах источников питания.

2 В чем состоит различие между стабилизаторами напряжения

параметрического и компенсационного типа?

3 Составьте схему параметрического стабилизатора постоянного напряжения. 4 Поясните принцип действия схемы параметрического стабилизатора

постоянного напряжения, назначение элементов.

5 Как можно повысить коэффициент стабилизации в параметрическом

стабилизаторе напряжения?

6 Назовите основные параметры стабилизаторов напряжения.

7 Нарисуйте мостовую схему стабилизатора напряжения и поясните принцип

ее работы.

8 Нарисуйте схему стабилитронного опорного напряжения с отрицательной

обратной связью и поясните принцип ее работы.

9 Нарисуйте схему интегрального стабилитрона 142ЕН19 и ее включение в

схему.

10 Для чего необходим гасящий резистор в параметрическом стабилизаторе

напряжения.?

11 Какие условия нужны для выбора гасящего резистора в параметрическом

стабилизаторе напряжения.

12 Какие условия выбора стабилитрона для параметрического стабилизатора

напряжения?

Задача 1

Выбрать стабилитрон для параметрического стабилизатора напряжения, если нагрузка имеет такие параметры: Р_н =75 мВт; напряжение — U_H = 6,8 В.

Решение: Поскольку стабилитрон выбирается по напряжению нагрузки,

U_{CT. н} = U_H = 6,8 В.и по мощности Р_н =75 мВт. Такие условия удовлетворяет стабилитрону типа КС468А.

Задача 2

Рассчитайте сопротивление гасящего резистора R_г в схеме параметрического стабализатора напряжения, если мощность нагрузки Р_н = 50 мВт; напряжение U_н = 5,6 В; напряжение на входе стабилизатора U_вх = 7,5 В.

Решение: 1 Выбираем стабилитрона по условием U_ст.н =U_H. Этому условию удовлетворяет стабилитрон КС456А. Паспортные данные стабилитрона: U_CT.H = 5,6 В: I_{ст мин}= 3 мА; I_{ст макс} = 30 мА.

2 Номинальное значение тока стабилизации стабилитрона

I_ст.н. = (I_{ст. мин} + I_{ст. макс.}) / 2,

I_ст.н. = (3 + 30) / 2 = 16, 5 мА.

3 Номинальное значение тока нагрузки

I_н = Р_н / U_н,

I_н = 50 / 5,6 = 8,93 мА.

4 Сопротивление гасящего резистора равна

R_г = (U_вх - U_ст.н) / (I_н + I_ст.н),

R_г = (7,5 – 5,6) / (8,93 +16,5) 10^-3 = 74,7 Ом.

Выбираем согласно ГОСТ 2825-67 - R_г = 75 Ом.

5 Мощность рассеивания на резисторе R_г

Р_г = (U_вх - U_ст.н)² / R_г,

Р_г = (7,5 – 5,6)² / 75 = 0,048 Вт

Гасящий резистор R_г - МЛТ – 0,125 Вт – 75 Ом ±5 %.

Задача 3

Проверить условия стабилизации параметрического стабилизатора, если колебания входного напряжения составляют ±10% U. Стабилизатор выполнен на базе стабилитрона КС456А, величина гасящего резистора R_г = 75 Ом, мощность и напряжение нагрузки Р_н = 50 мВт, U_H = 5,6 В, номинальное значение входного напряжения стабилизатора U_вх. = 7,5 В.

Решение: 1 Из уравнения электрического равновесия стабилизатора (рисунок 2.40)

U_вх = U_н + R_г (I_н + I_ст),

Откуда находим I_ст = [U_вх - U_н (R_г/R_н +1)] / R_г,

I_ст = [7,5 – 5,6 9 (75/627,2 + 1)] / 75 = 0,015 А.

где R_H = U²_Н /Р_н = 5,6 ² / 0,05 = 627,2 Ом — сопротивление нагрузки.

2 На основании этого выражения минимальное значение тока через стабилитрон, которое отвечает сниженному на 10% входному напряжению (U_мин= 0,9U_вх = 6,75 В): I_{ст. мин} (0,9U_вх) = 13,5 мА.

3 Определяем максимальное значение тока через стабилитрон, который отвечает повышенной на 10% входном напряжении (U_мин = 1,1U_вх = 8,25 В) за тем же выражением: I_{ст.макс} (1,1U_вх) = 16,5мА.

4 Проверяем, обеспечивает ли условия стабилизации этот стабилизатора путем сравнения минимального І_ст.мин = З мА и максимального I_стмакс = 30 мА значений токов стабилитрона КС456А с токами, которые определенны для сниженного I_{ст. мин} (0,9U_вх) = 13,5 мА. и повышенного I_{ст.макс} (1,1U_вх) = 16,5мА входного напряжения стабилизатора на 10%.

І_ст.мин = 3 мА < I_{ст. мин}(0,9U_вх) = 13,5 мА,

I_стмакс = 30 мА > I_{ст.макс} (1,1U_вх) = 16,5мА.

Следовательно, этот стабилизатор обеспечивает условия стабилизации для колебаний входного напряжения ±10%U, потому что ток через стабилитрон не выходит за пределы предельных значений тока стабилитрона.

Дата добавления: 2014-01-04