Примеры задач до темы лекции 20

Вопросы для самопроверки

1. С какой целью в схемах компенсационных стабилизаторов напряжения

используют источник опорного напряжения?

2 Объясните принцип построения структурных схемы последовательного и

параллельного стабилизаторов компенсационного типа.

3 Объясните работу схемы компенсационного стабилизатора напряжения без

усилителя постоянного тока.

4 Из каких соображений выбирают транзистор для работы стабилизатора

компенсационного без усилителя постоянного тока.

5 Расскажите о работе компенсационного стабилизатора на транзисторах.

6 Расскажите о работе стабилизатора на операционной микросхеме.

7 Расскажите о работе интегральных стабилизаторов напряжения.

8 Для каких целей применяется в компенсационных стабилизаторах

токостабилизирующий двухполюсник.

9 Назовите достоинство и недостатки компенсационных стабилизаторов

непрерывного типа.

10 Какие следует внести изменения в схему на рисунке 2.52, чтобы получить

выходное напряжение больше опорного?

11 От каких факторов зависит коэффициент стабилизации линейного

стабилизатора напряжения.

12 Как можно увеличить выходной ток линейного стабилизатора напряжения.

Задача 1

Определите входное напряжение и напряжение U_ст в компенсационном стабилизаторе напряжения (рисунок 2.46),если напряжение на нагрузке U_н= 12 В и U_кэ = 3 В.

Решение: 1 Напряжение Uэб невелико и поэтому напряжение

U_н= U_ст = 12 В.

2 Входное напряжение в данной схеме равно

U_вх = U_н + U_кэ,

U_вх = 12 + 3 = 15 В.

Задача 2

Определите коэффициент усиления компенсационного стабилизатора

напряжения (рисунок 2.47), если коэффициент усиления транзистора VT₃

К_UVT3 = 100, напряжение на нагрузке U_н = 12 В., U_r = 7 В, U_вх = 15 В.

Решение: 1 Число, показывающее, во сколько раз напряжение U_r меньше U_вых равно

γ = U_r/U_н,

γ = 7 / 12 = 0,58.

2 Коэффициент усиления компенсационного стабилизатора равен

К_ст(U)= К_{U VT3}·γ·(U_н/U_вх),

К_ст(U)= 100 ∙0,58∙ (12 / 15) = 46,4

Задача 3

Выбрать и рассчитать схему последовательного стаби­лизатора (рисунок 2.46) напряжения с параметрами К_ст = 10⁴. Исходные дан­ные для расчета: U_вх = 12 В, ∆U_вх = ±2 В, I_н.макс = 2 А, U_н.мин = = 4 В, U_{н макс.} = 6 В.

Решение: 1 Выбираем тип регулирующего транзистора из условий

U_кэмакс = U_вх +∆U_вх -U_нмин

U_кэмакс = 12 + 2 – 4 =10 В < U_{кэ.мах.доп}.

Р_{к max} =U_кэмакс ∙ I_нмакс,

Р_{к max} = 10 ∙ 2 = 20 Вт< Р _{к макс доп},

I_н.макс < I_к.доп.

Этим условиям удовлетворяет транзистор типа КТ908А с параметрами

I_{кмакс.доп} = 10 А, Р_{кмакс.доп} ⁼⁼ 50 Вт, h_21эмин = 80, U_{кэмакс.доп} = 65 В.

2 Рассмотрим возможность получения заданных параметров
схемы при использовании в качестве усилительного элемента
операционного усилителя (см. рисунок 2. 46).

Из условий

U_выхОУ = U_бэ + U_нмакс,

U_выхОУ = 0,6 + 6,0 = 6,6 В < U_{выхмакс.ОУ}, (2.62)

I_выхОУ = I_бмакс = I_нмакс/ (1 + h_21эмин)

I_выхОУ = 2 / (1 + 80) = 25 мА<I _{вых. макс.оу}

где U_{выхмакс0у}, I_{вых.макс.оу} - предельные значения выходных напря­жения и тока операционного усилителя. Выбираем опера­ционный усилитель типа К157УД1, для которого U_{вых. макс.оу} = 12 В, I_{вых.макс. оу} = 300 мА.

3 Для создания опорного напряжения U_оп=U_ст<U_нмин.
выбираем стабилитрон КС133А с параметрами

U_ст = U_on = 3 В, R_д = 65 Ом, I_ст.ном = 10 мА.

4 Определяем сопротивление гасящего резистора R₁,
полагая, что I_{ст ном.}» I_вх.оу

R₁ = (U_вх.ср – U_оп) / I_ст.ном,

R₁ = (12 - 3) / 10 ∙10 ^-3 = 0,9 кОм

Выбираем по стандарту. R₁ = 910 Ом.

Мощность резистора R₁ равна

Р _R1 = (U_вх - U_ст)² / R₁,

Р _R1 = (12 – 3)² / 910 = 0,089 Вт

Выбираем резистор МЛТ – 0,125 Вт – 910 Ом ± 5 %.

Дата добавления: 2014-01-04