Описание работы непрерывного компенсационного стабилизатора напряжения и расчет его основных элементов
Рассмотрим принцип работы интегрального стабилизатора напряжения на микросхеме К142ЕН(1,2), электрическая схема которого приведена на рисунке 8, а.
Схема включения
работает следующим образом. При изменении
по какой-либо причине выходного
напряжения, часть его через резистивный
делитель
подается на вывод 12 микросхемы, где
сравнивается с внутренним стабильным
(опорным) напряжением
.
Выделенный разностный сигнал усиливается
дифференциальным усилителем (VT5,
VT7
рисунок 8, а) и подается на базу
регулирующего составного транзистора
(VT8,
VT9).
Изменение базового тока регулирующего
транзистора вызывает соответствующее
компенсирующее изменение
на выходе 13 микросхемы и напряжение на
нагрузке поддерживается постоянным.
Для расчета НКСН необходимо знать:
- выходное напряжение
стабилизатора (оно же напряжение питания
усилителя)
,
- ток нагрузки
- предельные
отклонения входного напряжения в сторону
повышения и понижения
;
.
Назначение внешних элементов схемы (рисунок 8, а) и расчетные соотношения для их выбора приведены далее.
1. Регулировка
величины стабилизированного напряжения
положительной полярности осуществляется
с помощью резистора
(
≤20
кОм) внешнего резистивного делителя.
Сопротивление
этого делителя выбирается из условий
равенства или превышения минимально
допустимого тока делителя (
≥1,5
мА) и обычно составляет
≈
1,2 кОм.
2. С помощью
конденсаторов
обеспечивается устойчивая работа
микросхемы. При
<5
В величины
и
выбираются следующими
>0,1
мкФ,
≈5…10
мкФ. При
>5 В емкости конденсаторов
могут составлять
≥ 100 пФ, а
≥1мкФ.
3. Резисторы
,
,
работают в цепях защиты. С помощью
делителя
,
задается напряжение на базу транзистора
защиты. Резистор
служит датчиком тока в схеме защиты от
перегрузок по току. Сопротивления этих
резисторов выбирают из соотношений
,
где Uэб(VT2) = Uэб(VT8) ≈0,7 В, Iн.max – максимальное значение тока нагрузки, I(R4R5) ≈ 0,3мА.
Сопротивление резистора =2 кОм=const.
Защита от перегрузки по току срабатывает при таком увеличении тока нагрузки, когда приращение напряжения на внешнем резисторе не менее 0,7В. В этом случае транзистор защиты микросхемы (VT2) открывается и шунтирует регулирующий транзистор.
Таблица 4 - Варианты данных для расчета каскада транзисторного усилителя напряжения
Номер варианта |
Данные для расчета |
Примеч. |
||||
Uвых м, В |
Rн, Ом |
f н, Гц |
Е пит, В |
Мн |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
0 |
3 |
600 |
100 |
12 |
1,2 |
|
1 |
4 |
400 |
90 |
16 |
1,2 |
|
2 |
5 |
250 |
120 |
24 |
1,3 |
|
3 |
6 |
450 |
200 |
27 |
1,3 |
|
4 |
8 |
350 |
150 |
29 |
1,3 |
|
5 |
3,4 |
600 |
180 |
16 |
1,3 |
|
6 |
4,4 |
550 |
140 |
15 |
1,3 |
|
7 |
5,6 |
280 |
160 |
26 |
1,2 |
|
8 |
6,4 |
590 |
170 |
30 |
1,2 |
|
9 |
5,2 |
440 |
110 |
19 |
1,4 |
|
10 |
3,4 |
600 |
150 |
19 |
1,4 |
|
11 |
4,5 |
200 |
60 |
21 |
1,3 |
|
12 |
4,7 |
250 |
70 |
23 |
1,3 |
|
13 |
3,8 |
300 |
80 |
19 |
1,3 |
|
14 |
7 |
350 |
90 |
16 |
1,2 |
|
15 |
2,7 |
400 |
120 |
15 |
1,2 |
|
16 |
3,3 |
450 |
140 |
18 |
1,2 |
|
17 |
5 |
480 |
150 |
24 |
1,4 |
|
18 |
6,7 |
500 |
160 |
27 |
1,4 |
|
19 |
4,8 |
520 |
170 |
24 |
1,4 |
|
20 |
5 |
540 |
180 |
20 |
1,4 |
|
21 |
3,7 |
550 |
200 |
18 |
1,4 |
|
22 |
3,5 |
580 |
220 |
15 |
1,3 |
|
23 |
4,5 |
560 |
230 |
21 |
1,3 |
|
24 |
3,6 |
480 |
250 |
20 |
1,2 |
|
25 |
2,8 |
320 |
270 |
16 |
1,3 |
|
26 |
3,7 |
600 |
300 |
18 |
1,2 |
|
27 |
4 |
500 |
200 |
25 |
1,3 |
|
28 |
5 |
520 |
250 |
20 |
1,3 |
|
29 |
6,5 |
640 |
280 |
18 |
1,3 |
|
30 |
2,5 |
480 |
300 |
16 |
1,3 |
|
31 |
6,5 |
350 |
230 |
15 |
1,4 |
|
32 |
5 |
450 |
270 |
20 |
1,5 |
|
33 |
5 |
430 |
350 |
9 |
1,5 |
|
34 |
6 |
420 |
250 |
20 |
1,4 |
|
35 |
6 |
560 |
150 |
24 |
1,4 |
|
36 |
5,5 |
480 |
170 |
27 |
1,3 |
|
37 |
4 |
550 |
190 |
15 |
1,2 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
38 |
4 |
450 |
200 |
18 |
1,3 |
|
39 |
3,5 |
350 |
220 |
21 |
1,3 |
|
40 |
3,7 |
420 |
230 |
24 |
1,4 |
|
41 |
2,8 |
320 |
250 |
20 |
1,3 |
|
42 |
2,5 |
400 |
270 |
17 |
1,3 |
|
43 |
3,5 |
480 |
220 |
21 |
1,2 |
|
44 |
4,5 |
520 |
210 |
19 |
1,2 |
|
45 |
5 |
590 |
220 |
25 |
1,4 |
|
46 |
3 |
270 |
90 |
20 |
1,4 |
|
47 |
4 |
340 |
150 |
24 |
1,4 |
|
48 |
4,5 |
340 |
280 |
19 |
1,14 |
|
49 |
3 |
400 |
180 |
18 |
1,3 |
|
50 |
6 |
500 |
250 |
20 |
1,2 |
|
51 |
3,6 |
600 |
100 |
22 |
1,2 |
|
52 |
2,5 |
470 |
63 |
26 |
1,25 |
|
53 |
2,4 |
390 |
110 |
24 |
1,16 |
|
54 |
2,8 |
480 |
290 |
20 |
1,12 |
|
55 |
3,8 |
390 |
70 |
18 |
1,18 |
|
56 |
3,1 |
320 |
80 |
23 |
1,26 |
|
57 |
4,4 |
210 |
150 |
27 |
1,28 |
|
58 |
2,8 |
220 |
100 |
26 |
1,3 |
|
59 |
3,6 |
580 |
280 |
25 |
1,12 |
|
60 |
4,1 |
230 |
240 |
24 |
1,12 |
|
61 |
4,5 |
540 |
110 |
24 |
1,15 |
|
62 |
3,2 |
220 |
250 |
23 |
1,14 |
|
63 |
4 |
500 |
200 |
25 |
1,15 |
|
64 |
4,2 |
650 |
90 |
19 |
1,21 |
|
65 |
6 |
300 |
250 |
18 |
1,21 |
|
66 |
6,5 |
660 |
130 |
27 |
1,2 |
|
67 |
3,5 |
300 |
300 |
16 |
1,24 |
|
68 |
5,1 |
610 |
70 |
20 |
1,23 |
|
69 |
5,5 |
580 |
120 |
24 |
1,22 |
|
70 |
3 |
410 |
63 |
19 |
1,29 |
|