4.6 Примеры задач по стабилизаторам с решениями Пример 4.6.1

Исходные данные: Для получения стабилизированного напряжения Uн =5 В на нагрузке Rн=1кОм параллельно ей подключен стабилитрон, вольтамперная характеристика которого приведена на рисунке 4.27.

Рисунок 4.27 – Простейший параметрический стабилизатор и ВАХ

стабилитрона

Определите величину балластного резистора Rб и рассеиваемую на нём мощность, если напряжение источника питания U =12В.

Решение. Из характеристики стабилитрона следует, что на линейном участке ток может изменяться в диапазоне I_СТ = 5…40 мА. В середине рабочей области ток стабилитрона I_СТ = 22,5 мА, что соответствует выходному напряжению U_Н = 5 В. Ток нагрузки

Падение напряжения на балластном резисторе:

Тогда его величина

Мощность, выделяемая на балластном резисторе:

Пример 4.6.2

Исходные данные: Параллельный компенсационный стабилизатор напряжения по схеме рисунка 4.28 имеет следующие параметры: U1 = 48±1 В; U_Н = 14 В; I_Н=0,25…1,0 А; R1= 20 Ом; U_ст = 4,5 В.

Рисунок 4.28 – Схема компенсационного стабилизатора

Определите параметры регулирующего элемента для выбора типового транзистора.

Решение. Транзистор (регулирующий элемент VT1) находится под постоянным напряжением, равным . Ток стока должен быть не менее:. Мощность, рассеиваемая на стоке . Из таблицы 4.1 выбираем полевой транзистор КП709А.

Таблица 4.1 – Параметры некоторых полевых транзисторов

Тип прибора	Тип проводимости	Uси , В	Iс макс, А	Рмакс, Вт
2П701Б	n	400	5…17	17,5
КП705Б	n	800	5,4	40
КП709А	n	600	4	35
КП709Б	n	600	4
2П802А	СИТ	500	2,5	8
2П803А	n	1000	2,6	60
2П803Б	n	800	3
2П804	n	60	4	2

Пример 4.6.3

Исходные данные: Параметры схемы, выполненной на базе интегрального стабилизатора К142ЕН19 (рисунок 4.29) следующие: U1 = 30±1 В; U_Н = 13 В; I_Н=0,1 А; U_опор = 2,5 В.

Рисунок 4.29 – Схема стабилизатора

Определите параметры внешнего (навесного) транзистора к интегральному стабилизатору для получения тока нагрузки I _Н = 2А.

Решение: Для обеспечения тока нагрузки I_Н = 2А необходимо подключить транзистор во внешнюю цепь интегрального стабилизатора напряжения, как показано на рисунке 4.30. Каскадный транзистор находится под постоянным напряжением, равным . Максимальный ток коллектора равен току нагрузки. Сопротивление балластного резистораR₁:

.

Рисунок 4.30 – Схема подключения внешнего транзистора для увеличения тока нагрузки интегрального стабилизатора

Пример 4.6.4

Исходные данные: Параметры компенсационного стабилизатора по схеме рисунка 4.31 следующие: U1 = 10 В; U2 = 20 В; U_Д = 5,6 В; U_ЭТ = 6 В; R₁=R₂=R₃=1 кОм.

Рисунок 4.31 – Схема компенсационного стабилизатора

Определите выходное напряжение, если U_ЭБ=0,6В.

Решение. Выходное напряжение стабилизатора равно:

.

Пример 4.6.5

Исходные данные: Схема параметрического стабилизатора , приведена на рисунке 4.32 и имеет следующие параметры: U_ВХ = 36 В; U₀ = 9 В; R₁ = 510 Ом; R₂ = 300 Ом; R_Н = 360 Ом; r_d1 = r_d2 = 10 Ом; r_d3 = 20 Ом.

Рисунок 4.32 – Схема двухкаскадного параметрического стабилизатора

Определите выходное сопротивление стабилизатора (по модулю).

Решение. Поскольку R₂ >> r _{d3 ,} то выходное сопротивление стабилизатора

.

Пример 4.6.6

Исходные данные: Схема параметрического стабилизатора приведена на рисунке 4.33.

Рисунок 4.33 – Схема параметрического стабилизатора

Определите коэффициент стабилизации по напряжению и КПД схемы.

Решение. Коэффициент стабилизации определяется выражением: , где. Следовательно

КПД стабилизатора: ,

где ,

.

Тогда: .