книги из ГПНТБ / Федосеев П.Г. Основы проектирования транзисторных стабилизаторов напряжения учеб. пособие для студентов специальности 0615 Звукотехника

ния радиатор — среда

RT~VC

В функции от конструктивных па­

раметров указывается

в

виде таблиц или графиков. В этом

случае достаточно определить

необходимое значение RT-VC ПО

формуле

R

<

/ < | A ; " ~ Q ° -

-

(RT_nK

+ /?т.вр)

°с;вт

и выбрать

соответствующий радиатор

по таблицам или кривым

^ т - р с = / ( И р )

(рис. III.7).

Из кривых видно, что число ребер'

при данном неизменном размере

L = const имеет

оптимальное

значение.

,

ратуры

9о = 20°С,

то найденные

значения

/'(, и приращения

Л/б = / б 1 — /бт отвечают

случаю,

когда транзистор не нагрет и

имеет

усредненные

(для

данного

типа)

параметры. Оценку

/•и

rii

е

i

/э max

г

' 6

— - * 6

Imax —

т

_ i _ д

' ко m i n i

1

£>mln

где /ко min,=? / к о , 2 о — обратный

ток

коллекторного перехода—щт

минимальной

рабочей-температуре перехода;

/»

/

min

ко max j

—

1 + в„

•/6III .

ГДе /котах'

обратный

ток коллекторного перехода

при

макси­

мальной

рабочей температуре

перехода

8 П т а х ~

лгО.Эбпдоп;

- максимальный

статический

коэффициент

пере­

дачи тока;

Л<оmin и /котах определяются по данным

справочника,

где

приводится

зависимость

/ко=/(9)

или

указываются значения

/ко при Gni=20° С и 0П 2

= 5О—70° С

для

(71 ! Э ^10

В

(см. также

кри­

вые рис. I I I . 8). Зависимость В =

= / ( / к )

приводится

в

справочни­

ках для 9 =20° С; при этом

ука­

зываются

границы

разброса

воз­

можных

значений

В.

(Значения

Вшах

определяются

при /Э т\п по^

кривой,

отвечающей

верхней

гра­

нице

разброса,

значения

Bm m —

при токе /эшах и кривой, отвечаю­

щей

нижней

границе

разброса.)

в)

Если /бш min <

0,

то

тран­

зистор

должен

работать

с

захо­

1ко

дом в область

обратных

смеще­

ний

на

эмиттериом

переходе;

такой

режим

обеспечивается вы­

бором сопротивления Ra2

из усло­

вия

У

,с2

7"

]6Ul min

где

/ "

m

i n — минимально

допусти­

•

мый рабочий ток эмиттера

согла­

so

сующего

транзистора,

который

Рис.

111.8

выбирается примерно в 1—2 раза

больше,

чем

обратный

или на­

чальный ток коллекторного

пере­

хода; обычно

принимают

/ э

2 т ш ~ 5 — 1 0

лгА-для кремниевых и

10—20 мА для германиевых

транзисторов.

г) Если

/бш m i n >

0,

то сопротивление R& должно

удовлет­

ворять условию

и.

и,

кОм

,с2

Г"

< 5—15

гс2

_

п н 7 б ' | max +

Л?э2

д 2

; с 2

л / б Ш rain +

^ э 2

; с 2 1

•/б min

—

:

r r g

'кО

О

max

1 + Srnax

5. Сопротивление

Rsi ~

— т т л — 7 7 7 3 2 — г • е

с л

и

fifmm < о ;

'э min " г

I ' 6 min |

-el

^ " | А ' о — г ,

если

/ б 2 т ! п > 0

э mill

I

6 min |

Величина / э С т т

принимается равной

2—3 мА.

6. Ток эмиттера и мощность

рассеяния.:

I э max=

I

бтах ~\~

I

Rs2\

' к

max

•—

к э Ш ' э max "«8s.

~кclдрп

rcl

cl

rcl

У э min

1 б min —

ТТЛ

у к0,20,"

1 т Smax

rcl

/ с 1

rcl

' э max

/бтах - — — Т Т Л

''к а 10 тах

1 + й т ! п

8.

Приращение тока базы

A/ffmax = /б'тах,— / б ' т т

0,1 -г-0,2 мА

Если последнее неравенство не выполняется, то число

согласую­

щих каскадов следует увеличить.

9. Тип согласующих транзисторов

должен

выбираться так,

чтобы по предельно-допустимому

напряжению

и току коллек­

тора

они соответствовали

рабочему

напряжению

выпрями­

теля

В[ и току базы исполнительных

транзисторов при макси-

усиления тока Вт\п и минимальной температуре

90 min

(при

ука­

занных условиях ток базы Тп максимален).

кон­

Поскольку в момент включения стабилизатора, когда

денсатор С„ на

выходе еще не успел зарядиться, на

коллекто­

рах Тп, Г с 2 и Тс1

действует полное напряжение

выпрямителя

Ви

-

лоп ^"в1

max

°'m^olN

10. Выбор Гс|, Тег и Г„ по предельной частоте должен

произ­

водиться исходя

из

требований

к

частотным характеристикам

стабилизатора.

Большей частью

стабилизаторы должны

иметь

малое выходное

сопротивление в диапазоне частот до 3—5

кГц.

билитрона

и делителя

обратной

связи выбираются

исходя

из технического задания с учетом свойств

различных

УПТ,

описанных в § 3, гл. I I .

Транзистор усилительного каскада Ту должен иметь доста­

точно высокий коэффициент усиления тока

« 2 1 3 , допустимое

напряжение

коллектора

не менее

чем £ B i m a x ,

а также

частот­

частот, следует выполнять широкополосными, так

как

они

лучше защищают питаемую аппаратуру от импульсных

п-омех

по цепям питания (электролитические конденсаторы

С п

обла­

'/.< 3*

75

1.

Рабочий

ток

коллектора

Г у

выбирается

в

пределах

Л;у ~

1 -т-3 мА.

2. Рабочее напряжение на коллекторе:

'

U n

=

+

1>ибэ-^кс

(Р"с . II. 5, а,

г);

^ к э = ^ и л Н - 2 ^ э ( Р и с II. 5, б, в)

где

2£Лзэ

— сумма

напряжений

эмиттер—база

транзисторов

Екс1=Е3

— напряжение опорного

стабилитрона.

3.

Сопротивление

Ri;

выбирается

следующим образом:

а)

в схеме с питанием УПТ

от

основного

выпрямителя

(рис.

II.9)

ку m i n

г Де

/ K y

m i n

= 0,5ч - 2

мА-

б)

в схеме

с

питанием

УПТ

повышенным

напряжением

(рис.

11.10)

D

^ в 2 п и п ~ ^ н Л ' ~ " 2 ^ б э

А Г к —

7

;

,

мА.

UB2

' к у

min

10—20 В

где /i, T min= (1-^2)

выбирается на

больше

выходного

напряжения.

Иногда £/в 2 . выбирают вдвое больше напряжения основного

выпрямителя,

используя

схему

удвоения,

питающуюся

от

обмотки W2\

УПТ

повышенным

стабилизированным

в)

при

питании

напряжением от отдельного стабилизатора на стабилитроне

КС2

(рис.

II.11,

а)

жения

вольтодобавочного

стабилизатора

на

стабилитроне

КС\

(рис. 11.11, б)

^ = ^ к

с 2 Т ^ б э ;

Екс2

=

8+\2В

'ку

Напряжение выпрямителя В2

£ / В 2 л ' ~ (2-4-3)

Ек,

Балластное

сопротивление

КС2

D

_

_ ^ в ? Л '

7 Mi

2 — —,

Т7

' КС2 Т 'KJT

Расчет

схемы

сравнения

1.

Напряжение

задающего

стабилитрона

КСХ

желательно

выбирать так, чтобы коэффициент передачи

делителя обратной

связи

был близок

к единице (в противном

случае

уменьшается

петлевое

усиление). Однако напряжение коллектор — эмиттер Ту

должно

быть

не

меньше

(2—3) В.

Поэтому

ориентировочно

Е3

(0,5 -ь- 0,8) Uwv

' В стабилиз-аторах с регулируемым выход­

лавинного пробоя.

Кроме того, стабилитрон должен обладать

по возможности

малым дифференциальным

сопротивлением

и температурным

коэффициентом напряжения

(ТКН).

Рабочий ток стабилитрона порядка / 3 = 5 - М 5

мА выбирается

было достаточно мало.

Сопротивление в цепи

стабилитрона

р

"»

£

к с 1

Unt\'~

£ KCl

Atcl

'ку

'к<Г1

В стабилизаторах

с регулируемым

напряжением

П ^ n m l n

^кс.1

^ 3

— 7

, _

/

'

'кс.1 mln

' к у

где / к с т т ~ 5 — 1 0

мА.

2. Ток делителя выбирают порядка

10—30 мА (при меньшем

токе делитель имеет

значительное

выходное сопротивление).

С т а б и л и з а т о р с н е р е г у л и р у е м ы м

в ы х о д н ы м

н а п р я ж е н и е м .

он

Сопротивление

потенциометра

Ru

выби­

рают так, чтобы

позволил

установить

необходимый

коэф­

ТОГда

Ц ^ " " " - ; - 1 5 * " ' ;

° ' 8 f

;

<°* + ° * *>«

1ц

'А

.

'Л

4 Заказ 1541

77

К.*Е-

Ян + 0,5/?п _

£ К С 1

Ri + Ri + Ra

/д

С т а б и л и з а т о р

с р е г у л и р у е м ы м

в ы х о д н ы м

н а п р я ж е н и е м .

Минимальный

ток

делителя

обратной

связи

4min =

Ю-1-15

мА

Максимальный ток

,

г

U\\ max

/ д max

' д m i n

г г

Сопротивления делителя:

А1

—

17д m i n

,

Аз —• "гу д

max

п min

J;

l > 2 [ / n m n x

O.St/nmln

£KCI

la. min

i

[У-

Rj!

Rn

^ K C l

/><-

R? +

v>

-KCl

s E m i " _

Ri + Ri +

^

i / „ „ а х

;

л Е

m a x _

/?i +

Ri + Rn

^ Un

m m

п ~

U*N

— °№KCI

.

П

_

0,8£KCI

л

^

0,4£кс1

A l ~

7

1

А 2 ~

7

, An ~

/

'Я

'Л

'А

Напряжение

добавочного

стабилизатора

и

выпрямителя:

£ к с з « ( U ' K C 3

+

U'KC3)

=

(1,5 ч - 2) ELICL;

U*N

«

(1,8 ~

2,2) £ к с 3 ;

р

_

£ксз — £кс!

.

р

_.

*ЛзЛГ£ксЗ

, .

/км

+

/д

'

^

И

~"

(1-4

-

1,5)

(Лес. +

U)

'

к

=

-Ка + 0,5/?п _

Е

к с 1 — ^ н / У

Нестабильность

опорного

напряжения

при £ / c =var:

• Д ^ к с 1 «

К

- «.)

^ з д , - | ^ - < (0Л - 0 , 2 5 )

КЯЕШНЛ0П

С х е м а

рис.

11.5,

в:

'(0.7

ч-0,8) £ / н Д Г

( 0 , 8 - 5 - 0 , 9 ) ^ - ^

A l —

•

:

;

Аз —

j

,

• 'л

' д

р ~ , ° . 4 £ к С 1

/ г

_

Л + 0 , 5 / ? п

78

/д

'

£ « 3 « * « c i ; ^ « ( 2 , 0 + 2,5)

f ^ ;

D

^ к с З

£ к с 1 +

^нЛГ

г)

„

^вЗ/V

£ КСЗ

•п.61 —

т

; - ^ С З '

(1,4-Н 1,5)(/кс1 + Уд)

Нестабильность опорного напряжения при £/c

= var определя­

ется как и для предыдущей

схемы;

если

Д £ к с 1

< 0,2KAZ&UU Д0П)

т. е. точность двухкаскадного параметрического

стабилизатора

чрезмерна,

то стабилитрон

/<СС3 можно исключить, сохранив

выбранное

UB3N;

новое

значение

Rei

следует

принять равным

D

^ в З Л ' +

^нЛГ — " Екс1

•^61

—

/ ,

/

„

_

VKC — 7 т

КДЕ7Д

Для точной настройки в этом случае диоды Дк

шунтируют

регулируемым

резистором

(десятки — сотни Ом),

либо

шунти­

руют

диоды

совместно

с

плечом

R±

сопротивлением

RiKf^.

« ( 3 - M 0 ) # * .

Остаточная температурная нестабильность опорного напря­

жения

д ^з0 ~ (Т« -

Тт - Т д « Л )

~ е о mm) <

(0.2 +

0,3) ДUN ДОП

Если неравенство не выполняется, следует

скорректировать зна­

чение л к или YD, выбирая другие типы

Дк.

Расчет элементов схемы

УПТ с динамической

нагрузкой,

эмиттерно-связанного

и дифференциального

УПТ

С х е м а

р и с . 11.5, г

с германиевым

транзистором

7Ъ. <•>

Напряжение эмиттерного перехода германиевого транзи­

стора

мало

(с7бэо~0,2н-0,3 В);

поэтому

в

качестве

источника

напряжения

смещения

чаще

всего

включают

стабилитрон

4*

79