5. Энергетический расчет ип.

5.1. Расчет элементов стабилизатора постоянного напряжения.

Исходные данные для расчета (берем из ТЗ):

Расчет силовой части стабилизатора.

Максимальный ток через регулирующий транзистор равен; .

VD5 и VD6 - два диода типа Д226 с прямым падением напряжения 1В. Так как в качестве нагрузки усилителя используется эмитерный повторитель, то определяем минимальное напряжение Найдем ориентировочную амплитуду пульсации на входе стабилизатора

Минимальное напряжение на входе стабилизатора Примем

Определим номинальное и максимальноенапряжение на входе стабилизатора:

Прикинем ориентировочную величину внутреннего сопротивления фильтра .

Найдем максимальное напряжение на входе стабилизатора .

Рассчитаем максимальное напряжение коллектор-эмиттер транзистора :.

Величина максимальной мощности рассеиваемая на регулирующем транзисторе:

По величинам выбираем из справочника тип регулирующего транзистора - П210Б.

Для выбора транзистора определим:

1. минимальный и максимальный токи базы транзистора :

(-параметры в дальнейших расчетах определяются по справочнику);

2) ток через :

, где - обратный ток коллектора транзистора П240 при максимальной температуре коллекторного перехода, а- число транзисторов , включенных параллельно (=1); .

Определим величину сопротивления :. Пусть =5200 Ом, тогда . Выбираем в качестверезистор типа ОМЛТ-1-5.2±5%кОм.

3) максимальное значение тока эмиттера транзистора :

;

4) максимальное значение напряжения коллектор-эмиттер транзистора :

5) максимальную величину мощности, рассеиваемую транзистором :.

По величинам = 0.109А, = 27.31 В, = 2.98Вт выбираем транзистор типа П216В.

Определим минимальный и максимальный токи базы транзистора :

Так как ток > (0.3 ÷ 0.5)мА, то увеличиваем число транзисторов, вводя в составной, до трех.

Для выбора транзистора определим:

1) ток через резистор :

2) величину сопротивления :. Пусть= 22000Ом, тогда . Выбираем в качестверезистор типа ОМЛТ-0.5-22±5%кОм;

3) максимальный ток эмиттера транзистора :

;

4) максимальное значение напряжения коллектор-эмиттер транзистора :

5) максимальную величину мощности, рассеиваемую транзистором :

.

По полученным величинам ,,выбираем в качестве транзистор типа МП25А.

Найдем максимальный ток базы транзистора :

, < (0.3 ÷ 0.5)мА – значит количество транзисторов, входящих в составной, равно трем.

Расчет схемы сравнения и усилителя постоянного тока.

Определим величину опорного напряжения= 45В. В качестве источника опорного напряжения выберем стабилитрон типа Д816Г. Его основанные параметры:

Зададимся максимальным током коллектора усилительных транзисторов и:.

Определим максимальное напряжение коллектор-эмиттер транзистора :

Определим максимальную мощность, рассеиваемую транзистором :Выбираем из справочника по полученным величинам,,транзисторыитипа МП25А.

Найдем величину сопротивления в цепи эмиттера следующим образом: .Пусть , тогда мощность будет равна .

В качестве выбираем резистор типа ОМЛТ-1-3.3±5% кОм.

Расчет эмиттерного повторителя, состоящего из ,и диодовVD5-VD6.

Сопротивление резистораопределяем из выражения:, где, а для диодов Д226, тогда. Пусть, тогда мощность, рассеиваемая на:. Поэтому в качестве сопротивлениявозьмем один резистор типа ОМЛТ-1-1.1±5%кОм.

Определим сопротивление : .

Пусть, тогда рассеиваемая мощность набудет равна . . Поэтому в качестве сопротивлениявыбираем резистор типа ОМЛТ-0.125-280Ом.

Транзисторвыбираем исходя из следующих величин:

По этим данным выбираем транзистор типа КТ312Б. Из его характеристик , а так как<, то транзистор выбран верно.

Убедимся, что величина максимального тока через стабилитрон Д3 не превышает предельно допустимого значения: что меньше, чем = 0.13А, значит все в порядке.

Сопротивление резистора определяем из выражения, пусть=330Ом, тогда мощность, рассеиваемая на соответственно равна. Поэтому в качестве сопротивлениявозьмем резистор типа ОМЛТ-1-330±10%кОм.

Зададимся током делителя . Определим максимальный и минимальный коэффициенты передачи делителя:

Определим сопротивление делителя . Сопротивление резистора верхнего плеча делителя. Пусть= 620Ом, тогда . В качествевыбираем резистор типа ОМЛТ-0.125-620±10%кОм.

Сопротивление резистора нижнего плеча делителя:. Пусть, тогда.

Поэтому в качестве сопротивления используем резистор типа ОМЛТ-0.5-6.8±10%кОм.

Сопротивление переменного резистора определим из: . Пусть, тогда.Поэтому в качестве резистора будем использовать резистор типа СПО-0.5-2.2кОм.

Определим основные параметры стабилизатора: и внутреннее сопротивлениеr.

Для данного стабилизатора:

(*), где- коэффициент усиления составного транзистора по напряжению;- коэффициент усиления усилителя постоянного тока;а - коэффициент передачи делителя; - коэффициент, учитывающий влияние входного сопротивления усилителя на коэффициент передачи делителя;- сопротивление коллектора транзисторав схеме с общим эмиттером;- число регулирующих транзисторов, включенных последовательно (в нашем случае он один).

Для нахождения данных параметров воспользуемся рядом табличных формул:

где = 50000Ом – сопротивление коллектора для германиевых транзисторов, определяется из справочника при токе 50мА через диод Д226-2Ом; так как в схеме два диода, соединенных последовательно, то = 2·2 = 4Ом, тогда .

Найдем сопротивление, шунтирующее вывод усилителя:

, где = 20000Ом – сопротивление коллектора для германиевых транзисторов.

Найдем .

Определим , где= 20000Ом для МП25А.

Найдем где

Тогда .

Используя вышеизложенные вычисления и выражение (*) получаем: , что удовлетворяет нашему техническому заданию.

Найдем внутреннее сопротивление стабилизатора: , где- число регулирующих транзисторов включенных параллельно,- крутизна регулирующего транзистора, при,. Определим нагрузочную емкость. В качествевыберем конденсатор типа К-50-29-63В-470мкФ.

Найдем коэффициент пульсации на входе стабилизатора (он же на выходе фильтра):