Ф едеральное агентство связи

ФГОБУ ВПО «Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики»

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Курсовая работа по дисциплине "Электроника"

Пояснительная записка

210700 000 000 014 ПЗ

Вариант 16

Руководитель		В.И.Паутов
канд. техн. наук, доцент
Студент группы ИТЕ-11Б		Гуенков С.А.

Екатеринбург, 2012

Содержание.

Y

Введение. 3

Структурная схема стабилизатора. 4

Общие вопросы проектирования. 4

Определение исходных данных. 4

Выбор транзистора. 5

Выбор стабилитрона. 7

Стабилизация тока стабилитронов. 8

Вычисляем величину сопротивления R1. 9

Определяем реальные сопротивления диодов VD1 и VD2. 9

Расчет параметров стабилизатора. 11

Защита стабилизатора по току. 13

Защита нагрузки от перенапряжения. 14

Индикация состояния стабилизатора. 16

Заключение. 17

Литература. 18

Введение.

Курсовая работа ставит своей целью закрепить знания, полученные при изучении теоретической части дисциплины в частности, применения полупроводниковых диодов и транзисторов, развить навыки самостоятельной работы по разработке и анализу схем аппаратуры связи, пользование справочной и специализированной литературой.Для перечисленного в работе необходимо произвести расчет и выбор всех элементов схемы стабилизатора напряжения.

Стабилизатор напряжения — преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящееся в заданных пределах при значительно больших колебаниях входного напряжения и сопротивления нагрузки.

Стабилизаторы, рассматриваемые в курсовой работе, широко используются в зарядных устройствах, в качестве источников питания маломощных радиоэлектронных устройств. Источники питания РЭА будут рассмотрены далее в специальном курсе.

Структурная схема стабилизатора.

ИП – источник питания стабилизатора, СЭ – силовой элемент - транзистор, ИОН - источник опорного напряжения - стабилитрон, СЗ – схема защиты, И ‑ индикация состояния стабилизатора, Н – нагрузка стабилизатора.

Общие вопросы проектирования.

При выборе элементов схемы руководствуются минимально возможными параметрами. Например, если по расчёту получается мощность, выделяющаяся на резисторе равна 0,25 Вт, то элемент следует выбирать на эту мощность, возможно с небольшим запасом. Без необходимости не следует выбирать элемент высокого класса. Например, во многих электронных схемах вполне устраивает разброс параметров резисторов ±5%, что соответствует ряду Е24.

При выборе режимов работы элементов и схем следует выбирать минимально возможные значения токов и напряжений.

Определение исходных данных.

Выбор транзистора.

Напряжение стабилизации Uст=8±0,1В, номинальное значение тока нагрузки Iн=70±20% мА. Таким образом, необходимо обеспечить работу стабилизатора при I_Hmax = 84мА. Такой ток эмиттера могут обеспечить транзисторы средней мощности серий 401-499 или 501-599.

Транзистор включён по схеме с общим коллектором, поэтому можно принять, что ток коллектора равен току эмиттераI_К ≈ I_Э. Кроме того нагрузка включена последовательно в цепь эмиттера транзистора, поэтому I_Э = I_Н.

Выбор транзистора.

Транзистор выбирается по максимальному значению тока коллектора I_Kmaxи допустимой мощности рассеяния. При выборе руководствуются следующим: максимальный ток коллектора, указанный на ВАХ, должен лежать в пределах (1,1÷1,5)∙I_Hmax. Не следует выбирать транзисторы со слишком большим запасом по допустимому току. Выбирается транзистор с током коллектора 92,4 мА ≤  I_Kmax  ≤ 126 мА. Для указанного условия подходит транзистор типа КТ503Б.

Определяется коэффициент усиленияВ по вольт-амперным коллекторным характеристикам выбранного транзистора В = ∆I_K/∆I_Б при напряжении U_KЭ = 10 В. Для выбранного транзистора получаем В ≈ 66.

Определяем необходимый максимальный ток базы I_Бmax= I_Кmax/В= 150/66= 2,3 мА.

Для нормальной работы транзистора средней мощности напряжение между коллектором и эмиттером должно быть не менее 10 вольт. Примем напряжение U_КЭ = 10 В. При этом минимальное напряжение на коллекторе оказывается равным U_Kmin= U_Иmin= 20 В . По заданию напряжение источника питания может изменяться в диапазоне ±15%, что составит 20,0 ±3 В, U_Иmах= 23 В. Таким образом, к транзистору прикладывается максимальное напряжение U_КЭmax = U_Иmах – U_Н = 23 – 10,0 = 13 В.

На основании приведённых расчётов выбирается источник питания для стабилизатора. Среднее значение напряженияU_Иср= 20 В.

Определяется мощность рассеяния на коллекторе транзистора Р_К = U_КЭmax∙I_Кmax= 13·0,01 = 0,13 Вт <Р_КДОП = 1,8 Вт.