WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Регульований компенсаційний стабілізатор напруги - Курсова робота

Регульований компенсаційний стабілізатор напруги - Курсова робота

Основними параметрами,що характеризують стабілізатор, є:

1. Коефіцієнт стабілізації, що представляє собою відношення відносної зміни напруги на вході до відносної зміни напруги на виході стабілізатора.

Kст = DUвх / Uвх : DUвих / Uвих , (2.1)

де Uвх і Uвих - номінальна напруга на вході і виході стабілізатора,

DUвх і DUвих - зміна напруг на вході і виході стабілізатора.

Коефіцієнти стабілізації служать основними критеріями для вибору раціональної схеми стабілізації й оцінки її параметрів.

2. Вихідний опір, що характеризує зміну вихідної напруги при зміні струму навантаження і незмінній вхідній напрузі.

Rвих = DUвих / DIвих , при Uвх = const. (2.2)

3. Коефіцієнт корисної дії дорівнює відношенню потужності в навантаженні до номінальної вхідної потужності.

h = Uвих Iвих / Uвх Iвх . (2.3)

4. Дрейф (припустима нестабільність) вихідної напруги. Часовий і температурний дрейф характеризуються величиною відносної й абсолютної зміни вихідної напруги за визначений проміжок часу або у визначеному інтервалі температур.

3. Розробка принципової електричної схеми

Відповідно до обраної структурної схеми (рисунок 2.1) складаємо приблизну схему компенсаційного стабілізатора напруги (див. додаток А). Після проведення розрахунку, дана схема буде дороблена. Тільки після повного розрахунку режимів роботи і вибору елементів можна скласти остаточний варіант схеми електричної принципової компенсаційного стабілізатора напруги.

Дана схема складається з регулюючого елемента, джерела опорної напруги і підсилювача зворотного зв'язку. Роль регулюючого елемента грає комплементарний транзистор (складається з 2х транзисторів VT2 і VT3). Джерело опорної напруги –VD1R1, R2VT1. Підсилювач зворотного зв'язку – R4VD2VT4, R5R6R7.

4. Розрахунок схеми електричної принципової

4.1 Вихідні дані для розрахунку

Номінальна вихідна напруга Uн , В

15

Номінальний струм навантаження Ін , А

5

Коефіцієнт пульсацій Кп , %

0,01

Коефіцієнт стабілізації Кст

100

Температура навколишнього середовища tср , °З

+20

Кліматичні умови

норм.

4.2 Розрахунок схеми компенсаційного стабілізатора

Відповідно до схеми (додаток А) знаходимо найменшу напругу на виході стабілізатора:

U вх min = Uн + Uкз min = 15 + 3 = 18 B, (4.1)

де Uкз min – мінімальна напруга на регулюючому транзисторі VT3.

Виходячи з того, що VT3 приблизно кремнієвий, то Uкз min вибираємо в межах 3..5 В.

З огляду на нестабільність вхідної напруги на вході стабілізатора 10%, знаходимо середню і максимальну напругу на вході стабілізатора:

U вх сер = U вх min / 0.9 = 18 / 0.9 = 20 В , (4.2)

U вх max = 1.1 U вх сер = 1.1 20 = 22 В . (4.3)

Визначаємо максимальне значення на регулюючому транзисторі

U к3 max = U вх max - Uн = 22 – 15 = 7 В . (4.4)

Потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VT3, дорівнює

Р3 = Uк3 max Iн = 7 5 = 35 Вт. (4.5)

За отриманими значеннями Uк3 max , Iн , Р3 вибираємо тип регулюючого транзистора і виписуємо його параметри:

Марка транзистора

2Т827В

Тип транзистора

NPN

Допустимий струм колектора, Iк доп

20 А

Допустима напруга колектор-емітер, Uк доп

100 В

Розсіювальна потужність колектора, Рпред

125 Вт

Мінімальний коеф. передачі струму бази, h21Е3 min

750

По статичним ВАХ обраного транзистора знаходимо:

h11Е3 = 33.0 Ом ,

m3 = 1 / h12Е3 = 1 / 0.23 = 4.20 ,

де h11Е3 – вхідний опір транзистора, Ом;

m3 – коефіцієнт передачі напруги;

h12Е3 – коефіцієнт зворотного зв'язку.

Знаходимо струм бази транзистора VT3

IБ3 = Iн / h21Е3 min = 5 / 750 = 6.6710-3 А . (4.6)

Визначаємо початкові дані для вибору транзистора VT2. Розраховуємо напругу колектор-емітер VT2

Uк2 max = Uк3 max - Uбе3 = 7 – 0.7 = 6.3 В , (4.7)

де Uбе3 – падіння напруги на емітерному переході транзистора VT3 (0.7 В).

Струм колектора VT2 складається зі струму бази VT3 і струму втрат, що протікає через резистор R3,

Iк2 = Iб3 + IR3 = 510-4 + 6.710-3 = 7.210-3 А. (4.8)

Потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VT2, дорівнює

Р2 = Iк2 Uк2 max = 7.210-3 6.3 = 45.210-3 Вт. (4.9)

За отриманими значеннями Uк2 max , Iк2 , Р2 вибираємо тип транзистора і виписуємо його параметри:

Марка транзистора

2Т603Б

Тип транзистора

NPN

Допустимий струм колектора, Iк доп

300 мА

Допустима напруга колектор-емітер, Uк доп

30 В

Розсіювальна потужність колектора, Рпред

0.5 Вт

Мінімальний коеф. передачі струму бази, h21Е2 min

60

По статичним ВАХ обраного транзистора знаходимо:

h11Е2 = 36.36 Ом , m3 = 1 / h12Е2 = 1 / 0.022 = 45.45 .

Розраховуємо струм бази VT2

IБ2 = Iк2 / h21Е2 min = 7.210-3 / 60 = 1.210-4 А. (4.10)

Знаходимо опір резистора R3

R3 = (Uн + Uбе3) / IR3 = (15 + 0.7) / 510-4 =31400 Ом. (4.11)

Вибираємо найближчий по стандарту номінал з обліком потужності, що розсіюється на резисторі

РR3 = (Uн + Uбе3) IR3 = (15 + 0.7) 510-4 = 7.8510-3 Вт. (4.12)

Відповідно до ряду Е24 вибираємо резистор типу С2-33 – 0.125 – 30 кОм 5%.

Джерелом еталонної напруги беремо параметричний стабілізатор напруги на кремнієвому стабілітроні VD2 з розрахунку

UVD2 = 0.7 Uн = 0.7 15 = 13.5 В. (4.13)

Вибираємо тип стабілітрона і виписуємо його основні параметри:

стабілітрон 2С213Б;

I VD2 = 510-3 А – середній струм стабілізації;

r VD2 = 25 Ом – диференційний опір стабілітрона.

Обчислюємо опір резистора R4, задавши середній струм стабілітрона (I R4 = I VD2)

R4 = 0.3 Uн / I R4 = 0.3 15 / 510-3 = 900 Ом. (4.14)

Потужність, що розсіюється на резисторі R4, дорівнює

РR4 =0.3Uн I R4 = 0.315 510-3 = 22.510-3 Вт. (4.15)

Відповідно до ряду Е24 вибираємо резистор типу С2-33 – 0.125 – 910 Ом5%.

Визначаємо початкові дані для вибору транзистора VT4. Розраховуємо напругу колектор-емітер транзистора

Uк4max = Uн + Uбе3 + Uбе2 - UVD2 = 2.90 В (4.16)

Задаємо струм колектора VT4 меншим ніж середній стабілітронаVD2

I К4 = 410-3 А .

Потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VT4

Р2 = Iк4 Uк4 max = 410-3 2.90 = 11.610-3 Вт (4.17)

За отриманими значеннями Uк4 max , Iк4 , Р4 вибираємо тип транзистора і виписуємо його параметри:

Марка транзистора

КТ312В

Тип транзистора

NPN

Допустимий струм колектора, Iк доп

30 мА

Допустима напруга колектор-емітер, Uк доп

15 В

Розсіювальна потужність колектора, Рпред

0.22 Вт

Мінімальний коеф. передачі струму бази, h21Е4 min

50

По статичним ВАХ обраного транзистора знаходимо:

h11Е4 = 208,3 Ом , m3 = 1 / h12Е4 = 1 / 0.034 = 29.41

Розраховуємо струм бази VT4

IБ4 = Iк4 / h21Е4 min = 410-3 / 50 = 810-5 А. (4.18)

Струм послідовно з'єднаних резисторів R5, R6, R7 беремо рівним 5Iб4 і визначаємо сумарний опір подільника

Rділ = Uн / Iділ = 15 / (5 810-5) = 37500 Ом. (4.19)

Знаходимо опори резисторів:

R5 = 0.3 Rділ = 0.3 37500 = 11250 Ом;

R6 = 0.1 Rділ = 0.1 37500 = 3750 Ом;

R7 = 0.6 Rділ = 0.6 37500 = 22500 Ом. (4.20)

Відповідно до ряду Е24 вибираємо резистор R5 типу С2-33 – 0.125 – 11 кОм 5%, резистор R7 типу С2-33 – 0.125 – 22 кОм 5%. Резистор R6 вибираємо СП3-44 – 0.25 – 3.3 кОм 10%.

Робочу напругу стабілітрона VD1 визначаємо із співвідношення

UVD1 = 0.1 Uвх max = 0.1 22 = 2.2 В. (4.21)

Вибираємо тип стабілітрона і виписуємо його основні параметри:

стабілітрон 2С119А;

I VD1 = 510-3 А – середній струм стабілізації;

Loading...

 
 

Цікаве