Исходные данные для расчета:

- выходное стабилизированное напряжение, В;

- максимальный ток нагрузки, А;

- частота генератора ШИМ преобразователя, = 10...25 кГц;

- напряжение пульсаций от пика до пика, = 25... 50 мВ.

Расчет

1. Находим значение пикового тока

.

2. Из справочника [7]выбираем тип транзистора VT1. Транзистор VT1 должен быть высокочастотный, мощный. Максимальное рабочее напряжение, постоянный ток коллектора. Выписываем его основные параметры. Примерно по таким же параметрам выбираем справочника [10]импульсный диодVD1. Необходимо обратить внимание на то, чтобы диод VD1 мог работать на частоте, не меньше,.

3. Находим время, когда транзистор VT1 находится в открытом и закрытомсостоянии. Период вычисляем по формуле

,

,

где - падение напряжения на диодеVD1 в прямом включении, В,

- время открытого состояния транзистора,

- время закрытого состояния транзистора,

- напряжение насыщения транзистора VT1, В,

– напряжение на входе стабилизатора, обычно выбирается ,

.

Подставляем это значение в уравнение

,

получаем

Определяем значение и.

Если ток нагрузки будет меняться в широких пределах, то значение 10мкс будет неприемлемо, тогда следует уменьшить частоту.

4. Вычисляем значение индуктивности по формуле

Если измеряется в мкс,в мА, тополучается в мГн.

Обмотка дросселя наматывается на магнитопроводс ферритовым сердечником.

5. Находим значение накопительной емкости

если ,выражены в мкс.

Выбираем из справочника [9]соответствующий тип конденсатора. Рабочее напряжение конденсатора принимаем равным .

6. Определяем сопротивление датчика тока

Резистор обычно изготавливается из манганинового провода, намотанного на каркас или без него. Например, берется провод с погонным сопротивлением 1 Ом/м и подбирается длинав миллиметрах и указывается в графе «Примечание» в перечне элементов.

7. Находим по формуле каталожного описания микросхемы емкость конденсатора

Конденсатор должен быть с малым допуском по разбросу значения емкости.

8. Вычисляем значения резисторов ,делителя напряжения.

Принимаем =0,1 мА, тогда

где =1,3 В,

- напряжение стабилизации стабилитрона, при отсутствии которого ,

Определяем мощность рассеивания резисторов по уже известной формуле

Из справочника[8]выбираем типы резисторов ряда Е24 номинальных значений сопротивлений.

9. Находим максимальные мощности, рассеиваемые на транзисторе VT1, диоде VD1 и микросхеме DA1

,

где - напряжение насыщения транзистораVT1;

+ ++,

где – время открывания и закрывания транзистораVT1 соответственно.

где –прямое напряжение на диоде(зависит от тока и выбирается из ВАХ диода);

,

где =1,1В,

- минимальные коэффициент усиления транзистора по току,

- ток потребления микросхемы,

= (2,5 ... 3,5) мА.

Мощность рассеивания микросхемы не должна превышать значения 1Вт.

10. Ориентировочно рассчитываем площадь радиатора под транзистор VT1

,

где - температура перехода транзистора, °С,

- максимальная температура окружающей среды(40…60°С),

- мощность, рассеиваемая транзистором, Вт,

- тепловое сопротивление переход-корпус, °С/Вт.

11. Приблизительно оцениваем КПД стабилизатора по формуле

.

Сумма мощностей, выделяемых на остальных активных элементах схемы стабилизатора

.

Мощности, выделяемые на резисторах, находятся

где иможно найти в расчетах резисторов.

12. Ток, потребляемый стабилизатором от выпрямителя с фильтром