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)

Стабилизация тока стабилитронов




Выбор стабилитрона

Напряжение стабилизации U СТ = 10 В. Стабилитрон включён в цепь базы транзистора. Его напряжение стабилизации должно быть больше на величину падения напряжения на переходе база-эмиттер U БЭ. Для кремниевых транзисторов U БЭ ≈ 0,8 В, для германиевых U БЭ ≈ 0,25 В.

1. Учитывая падение напряжения U БЭ ≈ 0,8 В выберем стабилитрон типа КС210В (таблица 2). Его напряжение U СТ = 11 В, максимальный ток I СТmax = 20 мА, ТКН ξ = + 7,5 10‑2 %/ОС.

Оценим изменение напряжения стабилизации при изменении температуры на Δt = 400С. Δ U СТ = U СТ ∙ξ∙Δt = 11∙0,075·40 = 0,3 В. Напряжение
U СТ = 10 В изменяется на 0,33 В (330 мВ). Такой температурный дрейф недопустим по заданию.

Требуется введение термокомпенсации.

2. Чтобы скомпенсировать положительный ТКН стабилитрона VD 1,

VD 1
R 1
VD 2
R H
VT 1
U БЭ
+ U И
Рис. 17. Включение термокомпен- сирующего диода
U СТ
U К
Рис. 18. Зависимость относительного ξСТ стабилитрона от напряжения стабилизации
– 0,08
0,04
– 0,04
 
0,08
4 8 12 16 В U СТ
ξСТ
% 0С
включим последовательно стабилитрон с отрицательным ТКН. Напряжение компенсации U К определим по графику рис. 18. На оси ξСТ выберем значение ξСТ = – 0,075 (у стабилитрона ξСТ = +0,075). Проведём стрелку до пересече-

 

ния с графиком ТКН. Через полученную точку проведём сечение (штрихпунктирная линия). Согласно построению необходим стабилитрон с напряжением стабилизации равным примерно 3 В. Такому напряжению соответствует стабилитрон КС131А, его напряжение стабилизации U СТ = 3,1 В (таблица 2).

 

3. После этого необходимо выбрать основной стабилитрон VD 1 с напряжением U СТ ≈ (U НU К+ 0,8 В) = (10 – 3,1 + 0,8) = 7,7 В (при условии, что транзистор на основе кремния U БЭ = 0,8 В). Для рассматриваемого примера подходит стабилитрон КС175А с напряжением U CT = 7,5 ± 5% B.

Внимание.

При заданном напряжении стабилизации более 12 В следует включить последовательно два стабилитрона. При этом желательно один из них выбрать на напряжение 5 В, при котором ξСТ ≈ 0.

Полной термокомпенсации данным способом получить не удаётся.

Ток стабилитронов рис. 17 задаётся резистором R 1, подключённым к источнику питания. Изменение напряжения источника приводит к изменению тока стабилитронов, их сопротивления и в конечном итоге влияет на выходное напряжение стабилизатора.

Для уменьшения влияния изменения напряжения U И на параметры стабилизатора необходимо обеспечить постоянство тока стабилитронов. Обычно для этого используют специальную схему – источник стабильного тока.

VD 3
I К2
U Б2
U БЭ
U СТ
U К
I H ±20%
U Rэ
U КБ
U KЭ
U ЭK
VT 2
R Э
VD 2
R H
VT 1
U И±15%
VD 1
Рис. 19. Расчетная схема стабилизатора
R 1
U H

Напряжение на базе транзистора VT 2 рис. 19 застабилизировано с помощью стабилитрона VD 3, поэтому транзистор включён по схеме общая база.

R 1
Он работает в режиме стабилизатора тока, в котором ток коллектора не зависит от изменения напряжения U И.

Ток коллектора транзистора VT 2 задаёт ток стабилитронов VD 1, VD 2и ток базы транзистора VT 1.

При выборе транзистора VT 1 было принято напряжение U КЭ = 10 В. При этом напряжение U КБ составляет 9,2 В (потенциал базы транзистора VT1 выше потенциала эмиттера на 0,8В). Это напряжение приложено к цепи транзистора VT 2 (U Rэ+ U ЭК = U КБ) и его следует поделить поровну между транзистором и резистором, т.е. U Rэ = U ЭК = 4,6 В.

1. Выбор транзистора VТ2.
С целью уменьшения сопротивления rСТ стабилитронов VD 1 и VD 2зададимся допустимым током через них равным 20 мА.

Учтём также ток базы транзистора VT 1 I Б = 1,2 мА.

По транзистору VT 2 и по резистору R Э должен протекать ток, равный I К2 = (I СТ + I Б) = 21,2 мА.

По полученному току коллектора выбирается транзистор VT 2. Допустимый ток коллектора должен быть больше полученного в расчёте. Проверяется допустимая мощность рассеяния транзистора VT 2.

Р Кдоп > U КЭI K = 4,6∙21,2 ≈ 100 мВт.

По допустимой мощности и току коллектора выбирается транзистор из таблицы 3. Например, применить транзистор малой мощности типа КТ203В.

2. Сопротивление R Э.
Сопротивление R Э = U / I = 4,6 В/21,2 мА = 219 Ом.

Примем номинальное значение сопротивления R Э = 220 Ом.

3. Выбор стабилитрона.
Напряжение на сопротивлении R Э равно U Rэ= 4,6 В. Напряжение
U БЭ2 = 0,8 В. Напряжение U Б2 = (4,6 + 0,8) = 5,4 В. Это напряжение задаётся стабилитроном VD 3.

По справочным данным выберем стабилитрон КС156А с напряжением стабилизации U CT = 5,6 В.

4. Вычисляем величину сопротивления R 1.

Зададим ток стабилитрона VD 3 равным 5 мА. При минимальном напряжении источника U П по сопротивлению R 1 будет протекать ток 5 мА. Прикладывается напряжение U П за вычетом напряжения на диодах VD 3 (5,3 В) и VD 2 (U К = 3,1 В). Эти напряжения в сумме дают U R1 = 8,4 В. Тогда сопротивление
R 1= (20 – 8,4)/5 =2,72 кОм.

Выбираем номинальное значение (округлив в меньшую сторону), например 2,7 кОм (ряд Е24), на схеме обозначается 2К7.

Вычисляется мощность рассеяния на резисторе и выбирается его тип.

Поскольку принято иное значение сопротивления резистора, то следует вычислить фактическое значение тока I R1 = (20 – 8,4)/2,7 = 4,3 мА. Рассеиваемая резистором мощность P R1= I R1 ·UR1= 4,3 мА·8,4 В = 26 мВт. ·Можно выбрать резистор с мощностью 1/8 Вт.

5. Определяем реальные сопротивления диодов VD 1 и VD 2.

По диоду VD 1 течёт ток 20 мА (стабилитрон КС170А), по диоду VD 2 (диод КС131А) течёт ток 24,3 мА (ток I К2 и ток стабилитрона VD 3). Воспользуемся графиками рис. 20, на которых указаны токи, протекающие по стабилитрону. Проведем сечения (штрихпунктирные линии) для напряжений стабилизации и токов, протекающих по стабилитронам.

Согласно построению сопротивление диода VD 1 составляет примерно 10 Ом, сопротивление диода VD 2 примерно 21 Ом. Общее сопротивление, включённое в цепь базы транзистора 1, составляет 31 Ом (rСТΣ = 31 Ом).

I CT= 15мА
Ом
rСТ
I CT= 25мА
  20
  0
Рис. 20. Зависимость сопротивления стабилитрона от тока стабилизации
5 10 15 В U СТ
20мА
30мА




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 736; 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: 0.011 сек.