-
Расчет стабилизатора
ТД
Vр
Рис. 3 Схема стабилизатора
1. Находим напряжение на входе стабилизатора. Вначале определяем минимальное напряжение Uвх min ,которое обеспечивает получение максимального напряжения на выходе стабилизатора Uвых max при максимальном токе через регулирующий транзистор.
Uвх min Uвых max + Uкэр min + Uмп.вх (6.1)
Uвхmin 37В
Задаёмся Uкэр min = 3 В (минимальное напряжение на участке коллектор-эмиттер).
Uмп вх – амплитуда пульсации входного напряжения.
Напряжение Uмп вх находят по формуле
Uмп.вх = (0,05...0,1)(Uвых max + Uкэр min). (6.2)
Uмп.вх = 18,5В.
Т. к. нагрузой усилителя является токостабилизированный двухполюсник ТД , являющийся , по существу , эмиттерным повторителм, то выбрав ориентировочно тип диода VD5 (КД102А) , можно определить Uкэр min для регулирующего транзистора VT3 (рис.3) из выражения
Uкэрmin = nUд.пр.max + ( 2...3) В (6.3)
Где n - число диодов , Uд.пр.max - максимальное падение напряжения на одном диоде ( обычно не превышает 1В ).
Uкэр min = 3В
Номинальное и максимальное напряжение на входе стабилизатора определяем из выражений
Uвх = Uвх min /( 1- Ввх) (6.4)
Uвх = 41,(1) В
Uвх max = Uвх (1+ Àвх) (6.5)
Uвх max = 45,(2) В
Далее находим максимальное напряжение на входе стабилизатора
U’вх мах при минимальном токе нагрузки.
U’вх мах = U вх мах+ (Iн мах - Iн мин)ˑr0, (6.6)
где r0 - величина внутреннего сопротивления выпрямителя
(ориентировачно принимают r0 = (0,05...0,1)Uвх / Iнмах)).
r0 = 2,11Ом
U’вх мах = 45,911 В
2. Определяем максимальное напряжение на участке коллектор - эмиттер регулирующего транзистора
Uкэр мах = U’вхмах - Uвых мин (6.7)
Uкэр мах 40В
Величина максимальной мощности, рассеиваемой нарегулирующем транзисторе, равна
Ркр = (Uвх мах -Uвых мин) ˑ Iкр мах (6.8)
Uкэр мах = 66,59 67 Вт,
где Iкр мах-максимальный ток коллектора регулирующего транзистора, равный
Iкр мах = Iн мах+Iпот (6.9)
Iкр мах = 2,24 А.
Ориентировочным значением тока Iпот потребляемого схемой стабилизатора(в цепях стабилитрона, делителя и т. д.),задаются в пределах (20...30) мА. Ток I кр мах можно принять равным входному току стабилизатора ( Iвх Iкр мах = 2,24А).
По вычисленным значениям Uкэ мах , Iкр мах и Ркр из справочника выбираем тип регулирующего транзистора ( KT802A).
При этом необходимо , чтобы расчетные значения
Uкэр мах, Iкр мах и Ркр были меньше соответствующих значений, указанных в справочных таблицах. Для регулирующего транзистора с Ркр мах 10...15 Вт целесообразно применять параллельное соединение однотипных транзисторов с симметрированием нагрузки между ними с помощью резисторов в цепях эмиттеров (рис.18 ).
Рис.4 Параллельная схема включения регулирующих транзисторов.
Т. к. Ркр 15 Вт , выбираем два транзистора КТ802А , у которых
Uкэ = 130В, Iк = 5А , h21э= 30 ,
Рк =50 Вт .
R1=R2=Rс = 0,5 Ом
Rс - МЛТ- 0,125 .
Для выбора типа стабилитрона, используемого в качестве источника опорного напряжения , находим величину требуемого опорного напряжения по формуле
Uоп= (0,6...0,7) Uвых мин (6.10)
Uоп = 10,15 В
Выбираем стабилитрон Д814Г (Uст Uоп).
rст = 150 Ом , при Iст= 5 мА , I ст мин = 3мА ,
Iст мах = 29 мА,
ст = 9,5 , Uст=11В.
Выберем тип усилительного транзистора. Для этого для этого задаёмся максимальным током коллектора этого транзистора