МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

_____________________________________

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГРОЗНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА М. Д. МИЛЛИОНЩИКОВА

_______________________________________________________________

Кафедра «Автоматизация и управление»

Х.А. Садыков

Изучение блока стабилизированного питания

Методические указания к выполнению лабораторной работе

по дисциплине «Схемотехника и промышленная электроника»

Специальности 220301 – Автоматизация технологических

процессов и производств, 220400 «Управление и информатика

в технических системах»

Грозный 2013

Составители:

Садыков Х.А., доцент кафедры «Автоматизация и управление»

Рецензент:

Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании

кафедры _____________Автоматизации и управления_______

Протокол № ___ от «___» _________ 2013 г.

© Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Грозненский государственный нефтяной технический

университет имени академика М.Д. Миллионщикова», 2013 г.

Изучение блока стабилизированного питания

Цель работы: Ознакомление с принципом работы и расчетом стабилизированных источников питания.

1. Расчет блока стабилизации

Блок питания будет иметь выходное напряжение - согласно варианта (ниже приведен пример для 9В). Ток нагрузки блока питания будет равным - согласно варианта (ниже приведен пример для 1 ампера).

Трансформатор обозначен на схеме как Т1. Понадобится диодный мост VD1 или диоды с максимальным током немного больше чем 1 ампер. С1 - электролитический конденсатор, который будет фильтровать и сглаживать выпрямленное диодным мостом напряжение, его параметры указаны на схеме. D1 - стабилитрон – стабилизирует напряжение. Стабилитрон - с напряжением стабилизации 9 вольт. Понадобятся постоянный резистор R1 и резистор R2. А так же два транзистора – VT1 с любой буковой в названии и VT2 тоже с любой буковой, транзистор может подойти и один, в зависимости от типа стабилитрона. Транзисторы и остальные элементы схемы выбираются к конкретному варианту.

Паять все это можно как на плате, так и навесным монтажем. Транзистор VT2 необходимо обязательно установить на радиатор. Оптимальную площадь радиатора можно выбрать экспериментально, но она должна быть не меньше 50 кв. см. При правильном монтаже схема совершенно не нуждается в настройке и начинает работать сразу. Подключаем тестер или вольтметр к выходу блока питания и устанавливаем резистором R2 необходимое нам напряжение.

Рис. 1.1. Схема блока питания

Блок питания состоит из двух основных узлов - это выпрямитель, состоящий из трансформатора, выпрямительных диодов и конденсатора и стабилизатор, состоящий из всего остального. При расчёте блока питания расчет трансформатора отсутствует, будет использоваться готовый трансформатор, подходящий по току и напряжению.

Рассчитаем стабилизатор.

2. Стабилизатор

С хема стабилизатора показана на рисунке.

Это, так называемый параметрический стабилизатор. Состоит он из двух частей: сам стабилизатор на стабилитроне D с балластным резистором Rб и эмиттерный повторитель на транзисторе VT.

Рис. 2.1. Схема стабилизатора

Непосредственно за уровнем напряжения следит стабилизатор, а эмиттерный повторитель позволяет подключать мощную нагрузку к стабилизатору. Он играет роль усилителя.

Два основных параметра нашего блока питания - напряжение на выходе и максимальный ток нагрузки:

Uвых = 9 В, а Imax = 1 А.

Сначала необходимо определить какое напряжение Uвх подать на стабилизатор, чтобы на выходе получить необходимое Uвых. Это напряжение определяется по формуле:

Uвх = Uвых + (2 или 3)

За счет падения напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора VT. Таким образом, для работы нашего стабилизатора на его вход мы должны подать не менее 11-12 вольт.

3. Выбор транзистора

Определим, какой нужен транзистор VT. Для этого надо определить, какую мощность он будет рассеивать.

Pmax = 1.3 (Uвх - Uвых) Imax

Для расчета берется максимальное выходное напряжение блока питания.

Например:

Если мы берем Uвых = 9 В, то получаем Pmax = 1.3 * (11-9) * 1 = 2.6 Вт. В справочнике выбираем транзистор.

Кроме только что полученной мощности, надо учесть, что предельное напряжение между эмиттером и коллектором должно быть больше Uвх, а максимальный ток коллектора должен быть больше Imax. Выбрали КТ817А.