3.2. Визначення вимог до елементів силового блоку стабілізатора, що підвищує

Функціональна схема стабілізатора підвищувального типу зображена на рис. 3,3. Силовий блок містить ті ж елементи, що і силовий блок стабілізатора понижуючого типу – дросель, транзистор, діод і конденсатор. В результаті розрахунку повинні бути обрані типи цих елементів [1].

Рис. 3.2

На інтервалі часу 0 – t транзистор VT закритий, струм дроселя протікає через діод VD в навантаження і конденсатор Сн. При цьому напруга на дроселі дорівнює U_н - U_п - U_{пр д}, а на транзисторі – U_н - U_{пр д} В момент часу t₁ відкривається транзистор VT і через нього йде струм. Відбувається накопичення енергії в дроселі за рахунок його підключення до джерела живлення через насичений транзистор VT. Струм дроселя зростає від I_L до I_Lмак. При цьому u_КЕ = U_{КЕ нас}; u_L = U_п – U_{КЕ нас}; u_д = U_н – U_{КЕ нас}. Потім, після зняття управляючої напруги, транзистор закривається і знак протиЕДС дроселя змінюється на зворотний, забезпечуючи більш високу напругу на навантаженні. Весь процес повторюється.

Задаючи коефіцієнт корисної дії, визначаємо мінімальне, номінальне та максимальне значення відносної тривалості відкритого стану регулюючого транзистора:

; ; .

(3.11)

З умови забезпечення режиму неперервності струму дроселя визначаємо його мінімальну індуктивність:

.

(3.12)

Знаходимо максимальний, середній та мінімальний струм дроселя при максимальному навантаженні:

; ; .

(3.13)

Ємність конденсатора з умови допустимих пульсацій:

.

(3.14)

Визначаємо вимоги до регулюючого транзисторові по струму і напрузі:

IK мax ³ (1,2...1,5) IL ср; UКЕ мак³ (1,2...1,5) Uн мак.

(3.15)

На основі отриманих величин вибираємо транзистор [5] і наводимо його основні параметри. (Уточнення вимог, пов'язаних зі швидкодією транзисторів, приводиться нижче в розділі 3.4.) Аналогічно визначаємо вимоги до імпульсного діода і по довіднику [6] вибираємо його тип:

Iпp³ (1,2...1,5) IL мак; Uзвор ³ (1,2...1,5) Uн мак,

(3.16)

де I_пp, U_звор – довідкові значення прямого струму та зворотної напруги діоду.

Задаючи коефіцієнт насичення транзистора К_н, знаходимо струм насичення бази:

Iб нас = Кн IL мак / h21Е мін,

(3.17)

де h_21Е – мінімальне (довідкове) значення коефіцієнта передачі струму обраного транзистора.

Через те що береться мінімальне значення коефіцієнта передачі h_21Е, коефіцієнт насичення рекомендується вибирати невеликим (К_н  1,1  1,2).

Задаючи [7] струм I_R резистора R, знаходимо його опір:

R = Uбе нас / IR ,

(3.18)

де U_{бе нас} – довідкове значення напруги насичення бази транзистора VT.

Уточнюємо номінал і тип резистора [8]. Він повинний бути здатним розсіяти потужність, що на ньому виділяється (вираз 3.10)).

Сумарний струм резистора і бази транзистора VT є струмом навантаження вихідного каскаду схеми управління.