2.3 Расчёт полупроводникового стабилизатора постоянного напряжения

Oсуществляется на основе методики, изложенной в [2].

Исходные данные для расчёта стабилизатора: U_ВХ =12 В; выходное напряжение U_ВЫХ = 11 В; коэффициент стабилизации К_СТ  500.

1. Максимальное напряжение коллектор-эмиттер:

U_{КЭ MAX} = U_{ВХ MAX} - U_{ВЫХ MIN} =12,36 – 10 = 2,36 B

2. Максимальная мощность рассеивания на транзисторе:

P_K1max = U_{КЭ MAX}  I_{н max} = 2,36 0,1 = 0,236 Вт

По данным пункта 1 и 2 расчёта выбираем транзистор, у которого

U_{КЭ MAX 1} > U_{КЭ MAX}; I_{К max 1} > I_{н max}; P_K1max > P_{K max};

Этим условиям удовлетворяет транзистор КТ815Б с параметрами UКЭ MAX = 40 В, IК max = 1,5 А, PK max = 10 Вт (с теплоотводом), h21Э  40.

3. Определяем максимальный ток базы транзистора:

I_{Б мах} = I_H / h_{21Э min}

I_{Б мах} =0,1/40 = 0.0025 A

4. Подбираем подходящий стабилитрон. Его напряжение стабилизации должно быть равно выходному напряжению стабилизатора, а значение максимального тока стабилизации должно превышать максимальный ток базы транзистора. Мной был выбран кремниевый стабилитрон КС311А. У него напряжение стабилизации U_СТ = 11 В, I_СТ =0,2А.

5. U_ОП=10 В. Рассчитываю коэффициент стабилизации:

К_СТ= U_ОП/U_ВХ×r_К1×h_21Э/(r_СТ+r_Э1) ×(1+h_21Э)+r_Б2

К_СТ=10/12×50×10³×50/(18+2) ×(1+50)+300=591; К_СТ=565≥500

2.4 Расчёт плавкого предохранителя.

Плавкие предохранители предназначены для защиты электрических цепей (сетей) от перегрузок и коротких замыканий.

Достоинством таких предохранителей является:

1. Надёжность;

2. Простота по конструкции;

3. Дешевизна.

Основной характеристикой плавкой вставки является: время перегорания от тока.

Основными токами , характеризующими плавкую вставку, являются:

1. I_min – минимальный ток, расплавляющий вставку;

2. I_н – номинальный ток,при котором вставка длительно работает не нагреваясь выше допустимой температуры.

3. I₁₀ –ток, при котором плавление вставки происходит в течение 10 секунд при установившемся токе.

Расчёт основных параметров:

1)

d=0,008мм.

2) I_min=(1,3 – 1,5) I_н

I_min=1,5^.0,1=0,15 А.

3)I₁₀=2,5^.I_н

I₁₀=2,5^.0,1=0,25А

3 Экспериментальная часть

3.1 Описание конструкции блока питания

Разрабатываемый блок питания состоит из трансформатора, печатной платы, на которой размещаются электрорадиоэлементы.

Корпус сделан из дерева, скреплён при помощи гвоздей. Верхняя крышка открывается, что обеспечивает простоту в замене деталей при неисправности. Габаритные размеры составляют 14×5×5 см, что делает его проще в использовании. Вес 250г.

Печатная плата.

Печатная плата сделана из стеклотекстолита толщиной 2 мм химическим методом, при котором выполняется травление незащищенных участков фольги на поверхности диэлектрика; детали должны располагаться от платы на расстоянии не менее 1,5 мм; лужение производить припоем ПОС-61 при температуре 183Сº. К корпусу печатная плата крепится тремя шурупами длиной не более 9мм.

Порядок сборки блока питания.

1. Сборка печатной платы;

2. Сборка корпуса;

3. Размещение блока питания в корпусе и крепёж платы к корпусу

4. Проверка на работоспособность.