Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Проектирование источника




питания для радиоэлектронной аппаратуры»

 

Структурная схема источника питания.

Т - трансформатор

В - выпрямитель

Ф - фильтр

Ст - стабилизатор

Два канала необходимы для создания двухполярного напряжения.

 

 

Расчет стабилизатора напряжения.

Существует 3 типа стабилизаторов:

1. Параметрический (в качестве стабилизирующего элемента используется стабилитрон)

2. Компенсационный

3. Импульсный (имеет лучшие параметры, но самый дорогой и сложный)

В данном задании рассматривается компенсационный стабилизатор напряжения.

 

 

Схема компенсационного стабилизатора напряжения

VT1


 

Транзистор

IЭ = IБ + IК IК = (0,9 0,99) · IЭ IК ≈ IЭ β = IК / IБ – коэффициент передачи тока базы

Если на базе транзистора (-), то он закрыт.

 

VT1 - VT3 - составной транзистор (Схема Дарлингтона)

Назначение составного транзистора - регулирующий элемент (Р.Э.)

Регулирует падение напряжения между коллектором и эмиттером VT1, поддерживая Uвых ≈ const.

Функционально 3 транзистора можно заменить одним:

IKVT1 ≈ IЭVT1 ≈ IН

Если бы вместо трех транзисторов стоял один, то:

Транзистор с таким β не существует.

 

VT4 - усилительный транзистор (IKVT4 ≈ 3 5 мА).

А если включить 3 транзистора, то:

Т.о. число транзисторов зависит от величины тока нагрузки.

 

 

Правило выбора количества транзисторов.

Если IН < (0,02 0,03) А - один транзистор

Если (0,02 0,03) < IН < (0,5 0,6) А - два

Если IН > (0,4 0,5) А – три.

Правило: Число транзисторов в схеме составного должно быть таким, чтобы ток базы последнего транзистора (VT3) был меньше (0,3 0,5) мА.

 

Пример расчета:

Исходные данные:

относительное изменение питающего напряжении.

 

1. Определение основных параметров.

(3 5) - падение напряжения на VT1

При малых Uвых (порядка 5 В) к Uвых добавляется 3 В.

При относительно больших Uвых (15 20 В) к Uвых добавляется 5 В.

Примерно 20% тока ответвляется в параллельные ветви.

2. Выбор транзисторов.

По справочнику выбираем транзистор с паспортными параметрами не хуже расчетных: [Лист 2, табл.2.2]

В качестве VT1 выбираем КТ 630 Е с параметрами:

Выбор VT2

Следовательно транзистор VT2 нужен и его расчетный ток

В качестве VT2 выбираем KT 315 В с параметрами:

Выбор VT3

Следовательно, транзистор VT3 не нужен.

Выбор VT4

В качестве VT4 (VTy) выбираем КТ 315 В по принципу унификации, чтобы схема была более ремонтопригодна.

 

3. Выбор стабилитрона V1

 

I
Uст
Iст.min
Iст.max
U
А
B
ВАХ (вольт – амперная характеристика) Стабилитрона

 

АВ – рабочий участок характеристики

Предварительно выбираем КС 512 А [Лист 2, табл. 2.1]

С параметрами:

Примечание: Здесь не следует выбирать мощные стабилитроны 5 Вт и 8 Вт.

 

Выбор R2

Округляем до ближайшего меньшего стандартного значения.

По ряду Е24 [Лист 1, табл.1.1] выбираем R2=560 Ом

 

Проверка стабилитрона по току.

Условие выполняется

Замечание:

Если Uвых=5В, то Uст.расч . = 0,7·5=3,5В

Здесь не следует выбирать КС 447 А Uст= 4,7В, т.к.

Uвых - Uст.пасп=5-4,7=0,3В

Напряжения 0,3В не достаточно для поддержания эмиттерного p-n перехода в открытом состоянии, поэтому надо выбрать КС 433 А Uст=3,3В

В качестве R2 выбираем по ряду E24 резистор марки МЛТ-0,125 R2=560 Ом [Лист 1, табл.1.2]

Выбор резисторов R3, R3, R3. (Сравнивающий делитель напряжения)

R4 – регулирует выходное напряжение, но по условию задания нет задачи регулировки напряжения на выходе, поэтому резистор R4 в рассматриваемой схеме будет отсутствовать.

Uвых
V1
R2
VT4
R3
R5

 

 

Определим суммарное значение сопротивлений R3 и R5 из условия, что ток через нагрузку должен быть основным (примерно 90%).

0,6 В – падение напряжения на открытом p-n переходе эмиттер-база.

Округляем до ближайшего стандартного значения по ряду Е24. [Лист 1, табл.1.2].

 

R5=3,3кОм

Принимаем R3=470 Ом.

Выбираем R3,R5: [Лист 1, табл. 1.2].

R3=470 Ом МЛТ-0,125

R5=3,3 кОм МЛТ-0,125

 

Выбор R6,R7. (В нашем случае только R6, т.к. у нас два транзистора).

В качестве R6 выбираем: [Лист 1, табл.1.2].

R6=10 МОм МЛТ-1.

 

Выбор R1

 

Выбираем ближайшее стандартное значение по ряду Е24: [Лист 1, табл.1.2]

В качестве R1 выбираем:

R1=2 кОм МЛТ-0,125.

 

 

Назначение элементов стабилизатора.

С помощью падения напряжения на R1 от тока коллектора VT4 происходит изменение потенциала базы VT3. Т.о. изменяется величина токов базы составного транзистора и их Rк-э.

R2 – задаёт ток стабилитрона и напряжение, т.е. выходит стабилитрон на рабочий участок ВАХ.

R3,R4,R5– сравнивающий делитель напряжения, задаёт UБЭ VT4, т.к. UБЭ VT4=UR5-UСТ, а UСТ≈const.

R6,R7– «подпор по току» базы транзисторов. Если бы их не было(разрыв), то при одновременном увеличении температуры и падении тока нагрузки, обратный ток базы возрастёт из-за увеличения концентрации неосновных носителей при увеличении температуры. Прямой ток базы уменьшится при снижении тока нагрузки. Т.к. знаки прямого и обратного токов базы противоположны, результирующий ток базы может стать равным нулю. При этом транзистор закроется, произойдет срыв режима стабилизации. Чтобы этого избежать вводят R6и R7. Через них в базы транзисторов VT2 и VT3 будет добавляться небольшой ток, примерно равный паспортному обратному току этих транзисторов.

(VT1,VT2,VT3) – составной регулирующий транзистор. При изменении величины потенциала базы VT3 будут изменяться токи в базах VT1,VT2,VT3. Это приведёт к изменению сопротивления между эмиттером и коллектором VT1. При этом будет изменяться UК-Э VT1, поддерживая UВЫХ примерно постоянным.

VT4(VTy) – управляющий транзистор, при изменении напряжения на нагрузке изменяет ток базы регулирующего транзистора, т.о. «заставляет» его менять своё сопротивление.

V1 – стабилитрон поддерживает напряжение между катодом и анодом постоянным, чтобы при изменении напряжения на нагрузке менялось напряжение UБЭ управляющего транзистора.

 

Принцип действия стабизатора напряжения.

При увеличении напряжения в сети:

↑UВХ.СТ → В первый момент ↑UВЫХ.СТ ↑UЗ ↑UБЭ.VT4 ↑IБ.VT4 ↑IK.VT4

↑UR1 → ↓φБ.VT3 ↓φБ.VT1 ↓IБ.VT1 → VT1 «призакроется» т.е. ↑ сопр. КЭ. VT1 →

↑ UКЭ.VT1→ ↓ UВЫХ.т.е. UВЫХ.≈const.

Здесь φБ.VT3– потенциал базы транзистора VT1.

 

При уменьшении напряжения сети или изменении тока нагрузки стабилизатор работает аналогично.

При ↓ IH↓UКЭ.VT1.→ ↑UВЫХ. → далее как в первом случае.

Если движок потенциометра R4 идём вверх → ↑UЗ → ↑ UБЭ.VT4 → ↑IБ.VT4 → ↑IК.VT4→ ↑UR1→↓φБ.VT3 ↓IБ.VT3→↓IБ.VT1→VT1 «призакроется», т.е. ↑RКЭ.VT1→ ↑ UКЭ.VT1→ ↓UВЫХ

 

 

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 1097; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.009 сек.