Б.3 Расчет параметрического стабилизатора с транзисторным фильтром

Исходные данные:

Напряжение на нагрузке: U _н = 10 В;

Ток нагрузки: I _н = 5 А;

Электрическая схема стабилизатора представлена на рисунке Б1

Рисунок Б1 – Электрическая схема параметрического стабилизатора с транзисторным фильтром

1. Расчет сопротивления нагрузки R_Н: R_н=U_н/I_н.

2. Расчет мощности нагрузки Р_н: Р_н=U_нI_н.

3. Предварительный выбор напряжения источника питания Е_нест: Е_нест=(1,5…2)U_н.

4. Выбор транзисторов VT1…VT3 по предельным значениям параметров: ₁=₂=₃=₀10; I_k.maxI_н; U_кэ.maxЕ_нест.

5. Расчет коэффициентов передачи тока базы ₁,₂,₃ транзисторов VT1…VT3: ₁=₂=₃=₀=₀/(1+₀).

6. Расчет эмиттерного резистора R2.

На резисторе R2 (т.е. на эмиттере транзистора VT3) формируется потенциал U_н в режиме холостого хода (ХХ) стабилизатора (при отсутствии нагрузки R_Н). В этом режиме в эмиттерной цепи транзистора VT3 протекает обратный ток коллектора I_К0 (величина тока I_К0 выбирается по справочнику). Величина резистора R2 рассчитывается по формуле

R2 = ₀U_н/I_К0,

7. Расчет требуемого опорного напряжения U₀ на выходе параметрического стабилизатора R1-VD1-VD2.

U₀=3_d+U_н=U_ст+_d,

где U_ст - напряжение стабилизации стабилитрона VD1.

Примечание.

Диод VD2 является датчиком температуры, который стабилизирует ток стабилизации I_ст стабилитрона VD1 (в принципе диод VD2 в схеме может отсутствовать).

8. Уточненный расчет нестабилизированного напряжения Е_нест:

Е_нест=U₀+2.

Примечание.

Для нормальной работы параметрического стабилизатора R1-VD1-VD2 падение напряжения на балластном резисторе R1 выбирается в пределах 1-2 В.

8. Выбор параметров стабилитрона VD1

9.1 Расчет напряжения стабилизации U_ст: U_ст=U₀-_d.

9.2 Выбор тока стабилизации I_ст стабилитрона VD1: I_ст=3…30мА.

9.3 Расчет балластного резистора R1 проводится по формулам:

R1=(Е_нест-U₀)/I_ст; I_стR1=(1…2)В; R1= (1…2)/I_ст

9.4 Расчет мощности P1 резистора R1: Р1=(I_ст)²R1