- •Расчет электронных схем
- •Введение
- •1. Определение недостающих данных для расчета
- •2. Расчет выпрямителя с емкостным фильтром
- •2.1. Однополупериодный однофазный выпрямитель с нагрузкой емкостного характера
- •2.2 Расчет выпрямителя с емкостным фильтром.
- •Пример расчета
- •3. Расчет стабилизаторов постоянного напряжения
- •3.1. Принцип работы параметрического стабилизатора
- •3.2. Основные параметры стабилизаторов напряжения:
- •3.3. Методика расчета параметрического стабилизатора напряжения
- •3.4 Принцип работы компенсационного стабилизатора
- •3.5. Основные параметры компенсационного стабилизатора напряжения
- •3.6. Методика расчета компенсационного стабилизатора напряжения
- •4 Графоаналитический расчет рабочего режима биполярного транзистора
- •4 .1 Общие сведения
- •4.2 Токи в транзисторе
- •4.3 Усиление с помощью транзистора
- •4.4 Расчет рабочего режима биполярного транзистора
- •5 Расчет h-параметров биполярного транзистора и основных параметров усилительного каскада
3.2. Основные параметры стабилизаторов напряжения:
коэффициент полезного действия, равный отношению мощности, выделяемой в нагрузке, к входной мощности, т. е.
(3.3)
коэффициент стабилизации, определяемый как отношение относительного приращения напряжения на входе стабилизатора Uвыпр/Uвыпр к относительному приращению напряжения на выходе Uстаб/Uстаб при постоянной нагрузке:
, (3.4)
выходное сопротивление, равное отношению приращения напряжения на выходе стабилизатора Uстаб к приращению тока нагрузки Iн:
. (3.5)
При питании усилителей выходное сопротивление стабилизатора создает паразитные обратные связи через источник, приводящие к изменению параметров усилителей и даже к самовозбуждению усилителей. Поэтому выходное сопротивление стабилизатора желательно снижать.
Выходное сопротивление параметрического стабилизатора (рис. 3.1,а) определяется дифференциальным сопротивлением стабилитрона Rд на рабочем участке вольтамперной характеристики:
(3.6)
поскольку выходным напряжением стабилизатора является напряжение на стабилитроне (Uстаб=Uст), а изменение тока в нагрузке равно изменению тока через стабилитрон (Iстаб=Iст).
Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора
. (3.7)
Коэффициент стабилизации параметрических стабилизаторов напряжения не превышает 50. Параметрические стабилизаторы напряжения просты и надежны, однако обладают существенными недостатками, главными из которых являются невозможность регулировки выходного напряжения и малое значение коэффициента стабилизации, особенно при больших токах нагрузки (Iстаб > Iст.ном).
3.3. Методика расчета параметрического стабилизатора напряжения
1. Рассчитать сопротивление Rб из выражения
,
(3.8)
где - номинальный ток стабилитрона (рис. 3.1,6).
Построить линию нагрузки для выбранного стабилитрона, а также ее крайние положения при изменении входного напряжения в заданных пределах.
Определить основные параметры параметрического стабилизатора по формулам (3.3) - (3.7).
3.4 Принцип работы компенсационного стабилизатора
О днокаскадный стабилизатор последовательного типа без усилительного элемента (рис. 3.2), у которого в качестве регулирующего и усилительного элементов используется один транзистор, по существу представляет собой эмиттерный повторитель.
Рис. 3.2. Схема компенсационного стабилизатора последовательного типа на транзисторе
Потенциал базы эмиттерного повторителя задается параметрическим стабилизатором. В схеме Iстаб=Iэ, внутреннее сопротивление Ri= rк/(1 + о), где 0 - статический коэффициент передачи тока базы транзистора.
Выходное напряжение представляет собой разность между опорным напряжением и напряжением Uэб (Uстаб=Uст - Uэб). Стабилизация осуществляется следующим образом. При возрастании входного напряжения база транзистора становится более отрицательной по отношению к эмиттеру (Uэб=Uст-Uí), что вызывает увеличение падения напряжения на нем, а выходное напряжение при этом почти не меняется. В цепи базы включено сопротивление Rб=R||Rд»Rд.
При отключении нагрузки ток стабилитрона максимален и определяется сопротивлением Rб. С ростом тока нагрузки ток стабилитрона уменьшается, достигая минимума при Iстаб.макс. Максимальный ток нагрузки в этой схеме обычно ограничивается не наибольшей рассеиваемой транзистором мощностью и не допустимым диапазоном изменения тока стабилитрона, а выходным сопротивлением стабилизатора. На сопротивлении Rвых при больших токах Iн возникают значительные колебания выходного напряжения Uí.