Московского государственного института стали и сплавов

Ил. 3 Табл. 1 Библиогр.: 4

Научный редактор:

Рецезент: Главный инженер УАМ ОАО «ОЭМК» А.А. Кохтенко,

Зам начальника ЦЭТЛ ОАО «ОЭМК» С.И. Пономарев

 

 

Ó Л.В.Уварова

Ó СТИ МИСиС, 2003
Старооскольский технологический институт

(филиал)

Московского государственного института стали и сплавов

(технологического университета)

Рекомендовано

Методическим советом

СТИ МИСиС

Уварова Л.В.

Основы преобразовательной техники

Методические указания к выполнению

домашнего задания на тему:

«Расчет параметрических стабилизаторов»

для студентов специальностей

200400 – Промышленная электроника

071900 – Информационные системы и технологии

210200 – Автоматизация технологических процессов и производств

180400 – Электропривод и автоматика промышленных установок

и технологических комплексов

 

Старый Оскол

 

 

Рецензенты:

Главный инженер УАМ ОАО «ОЭМК» А.А. Кохтенко,

Зам начальника ЦЭТЛ ОАО «ОЭМК» С.И. Пономарев

 

Составитель:

Уварова Л.В.

 

Методические указания к выполнению домашнего задания на тему: «Расчет параметрических стабилизаторов» по курсу: «Основы преобразовательной техники» для студентов специальностей 200400 – Промышленная электроника, 071900 – Информационные системы и технологии, 210200 – Автоматизация технологических процессов и производств, 180400 – Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов.

 

 

© Уварова Л.В.

 

© СТИ МИСиС

 

Содержание

Введение. 4

1. Цели и задачи домашнего задания. 4

2. Содержание домашнего задания. 4

2.1 Теоретическая часть. 4

2.1.1 Общие сведения, электрические принципиальные схемы стабилизаторов 4

3. Порядок выполнения домашнего задания. 11

3.1 Порядок расчета параметрических стабилизаторов. 11

3.1.1 Расчет однокаскадной схемы производим в следующей последовательности: 12

3.1.2 Расчет двухкаскадных стабилизаторов. 15

3.1.3 Расчет стабилизаторов с оптимальным к.п.д. 16

3.1.4 Расчет мостового стабилизатора. 16

4. Требования к оформлению домашних заданий. 18

5. Контрольные вопросы.. 18

Литература. 19

Введение

 

Современные электронные устройства выполняются с использованием интегральных схем, требующих для своего питания постоянные напряжения низкого уровня. При этом отклонения не должны превышать ± 5÷10 %. Реальные параметры применяемых на практике первичных источников питания этим требованиям не отвечают, поэтому применение источников вторичного питания согласующего частоты, уровни и стабильности напряжения необходимо.

В данном методическом пособии в соответствии с программой курса «Основы преобразовательной техники» рассматриваются основные схемы и расчет параметрических стабилизаторов, которые входят в один из функциональных блоков источников вторичного электропитания и относятся к устройству согласования стабильности напряжения.

Составлены практические задания и иллюстрирующие их примеры.

1. Цели и задачи домашнего задания

 

Методическое пособие реализует учебные и практические цели по овладению методикой и особенностями расчета схем параметрических стабилизаторов, а также умение использования справочного материала.

 

2. Содержание домашнего задания

 

Теоретическая часть

 

Рис. 2

В этом случае

(7)

где n₁ , n₂ – количество включенных последовательно диодов и стабилитронов, U_VD1 – напряжение на одном диоде. В схему входит одно активное сопротивление R_г, состоящее, в общем случае, из внешнего сопротивления и внутреннего сопротивления источника входного напряжения.

Схема б) представляет собой двухкаскадный параметрический стабилизатор, у которого обычно стабилитрон VD3 имеет малый температурный коэффициент напряжения. Здесь должно соблюдаться следующее условие:

U_VD3 < U­_VD1 + U_VD2

 

Схема в) представляет собой мостовую схему стабилизатора, состоящую из однокаскадного параметрического стабилизатора, аналогично схеме а), и резистивного делителя. В этом случае напряжение U_Н = U_VD1 - U_R2, что улучшает качественные характеристики стабилизатора. Улучшение, в частности, заключается в меньшем наклоне выходной характеристике при изменении U_ВХ (см. рис.3 )

 

Рис.3

 

Схема г) представляет собой параметрический стабилизатор с умощнением, где в качестве гасящего резистора используется транзистор VT1. Входным сигналом этого транзистора (U_ЭБ) является разность между U_VD1 и U_Rr2, в зависимости от которой изменяется сопротивление коллектор – эмиттер. VD2 является стабилитроном однокаскадного параметрического стабилизатора.

Параметрические стабилизаторы характеризуются следующими основными параметрами:

коэффициентом нестабильности

(8)

выходным сопротивлением

(9)

коэффициентом стабилизации

(10)

температурными коэффициентами

(11)

Однокаскадная схема а) с выходным напряжением 8 ÷ 10 В и током нагрузки 5мА без термокомпенсации может обеспечить К_СТ = 50 ÷ 80 и R_ВЫХ = 8 ÷15 Ом. При термокомпенсации с помощью p-n переходов R_ВЫХ увеличивается до 20 ÷ 40 Ом, а К_СТ уменьшается в 3 ÷ 4 раза.

Двухкаскадные стабилизаторы (схема б) могут обеспечить коэффициент стабилизации до 500 ÷ 800 и R_ВЫХ до 15 ÷ 20 Ом.

Мостовая схема в) обеспечивает К_СТ в 2 ÷ 4 раза лучше, чем двухкаскадная, но R_ВЫХ у нее в 1,5 ÷ 2 раза больше.

2.1 Постановка задания и его варианты

 

Для выданного варианта задания по исходным данным / табл.1 / рассчитать наиболее распространенные схемы параметрических стабилизаторов напряжения

 

Варианты для расчета параметрических стабилизаторов (ПС)

Таблица 1

№ вар	D евх ± %	Uвых В	DUвых ± В	Iн.мах mA	Iн.min mA	Rвых Ом	Кст	DUвых.u ±%	DUвых.i ±%	DUвых.т ±%	DТС ^0С
	±10		±1,0			¾		¾	0,4	±2,5	+30 -40
	±5		±1,1					¾	¾	±2,0	+25 -35
	±10		±1,1			¾		¾	0,5	±1,0	±25
	±5		±1,2					¾	¾	±1,25	+30 -40
	+5 -10		±1,3			¾		¾	0,3	±2,5	±30
	+10 -15		±1,4					¾	¾	±2,0	+25 -40
	±7		±1,5			¾		¾	0,4	±1,0	+25 -35
	+7 -10		±1,0			¾		¾	0,35	±1,25	±25
	+5 -10		±1,0					¾	¾	±2,5	+30 -40
	+5 -18		±1,1					¾	¾	±2,0	±25
	+7 -10		±1,2			¾		¾	0,4	±1,0	+30 -45
	+10 -15		±1,25			¾		¾	0,5	±1,25	±25
	+15 -10		±1,3			¾		¾	0,5	±2,5	+30 -40
	±10		±1,4				¾	0,3	¾	±2,0	±30
	±5		±1,5			¾		¾	0,4	±1,5	+30 -25
	±10		±1,0				¾	0,4	¾	±1,0	+30 -40
	±5		±1,0			¾		¾	0,5	±1,0	±25
	±7		±1,2				¾	0,15	¾	±1,25	+25 -35
	+10 -15		±1,25			¾		¾	0,3	±2,0	±25
	+5 -10		±1,3		6,5		¾	0,18	¾	±2,5	±30
	+5 -18		±1,35			¾		¾	0,4	±1,0	+25 -40
	+7 -10		±1,4				¾	0,4	¾	±1,25	+30 -35
	+10 -15		±1,5			¾		¾	0,35	±2,0	+30 -40
	+5 -10		±1,0					¾	¾	±2,5	+25 -35
	±5		±1,0			¾		¾	0,3	±1,0	±25
	±10		±1,2					¾	¾	±1,25	+30 -40
	±7		±1,25			¾		¾	0,4	±2,0	±30
	+5 -7		±1,3					¾	¾	±2,5	+25 -40
	+7 -5		±1,4			¾		¾	0,5	±1,0	+25 -35
	±10		±				¾	0,4	¾	±1,25	+30 -45

 

 

Условные обозначения: U_вых - выходное напряжение;

DU_вых - его отклонение;

I_н.мах , I_н.min- максимальный и минимальный ток нагрузки;

R_вых - выходное сопротивление;

К_ст - коэффициент стабилизации по напряжерию;

DU_вых.u, DU_вых.i, DU_вых.т - допустимые отклонения выходного напря

жения при изменении напряжения, тока и

температуры;

а_п.вх, а_п.вых- коэффициент пульсаций входного и выход-

ного напряжений.

Примечание: Для всех вариантов а_п.вх £ 0,05, а_{п вых} £ 0,01.

Четные варианты – расчет на оптимальный к.п.д. При расчете ПС данные графы “2” могут быть получены, исходя из колебаний входного напряжения (DU_с) сети в соответствии с вариантом. U_п ~ определяется из указанного ныне соотношения, т.е. а_п.вх £ 0,05. Т_с = 20⁰С - температура окружающей среды.

 

3. Порядок выполнения домашнего задания

Литература

 

1. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): Учебник для вузов

/ Ю.В. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров; Под ред. О.П. Глудкина. - М.:

Горячая Линия - Телеком, 2002.

2. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов /А.А. Бокуняев,

В.М. Бушуев, А.С. Жерненко и др.; Под ред. Ю.Д. Козляева. - М.: Радио и связь, 1998.

3. Основы промышленной электроники: Учеб. для неэлектротехн. спец. ву-

зов / В.Г. Герасимов, О.М. Князьков, А.Е. Краснопольский, В.В. Сухоруков; Под ред. В.Г. Герасимова. – 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986.

4. Изъюрова Г.И., Кауфман М.С. Приборы и устройства промышленной элек-

троники. Учебн. пособие для вузов. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1975.

Приложение

 

Таблица 2

Тип стабил.	UСТ ± ∆UСТ, В	R∂~, Ом	ICm, мА	IСм, мА	Rt, ^0С/мВт	αСТ, %/С	R∂~ при IСТ, мА
2С107А	0,7±0,07				0,3	-0,03
2С113А	1,3±0,13				0,28	-(0,2¸0,3)
2С119А	1,9±0,19				0,28	-(0,2¸0,3)
2С133А	3,3±0,33				0,25	-0,1
2С139А	3,9±0,39				0,25	-0,1
2С147А	4,7±0,47				0,25	-0,09¸0,01
2С156А	5,6±0,56				0,25	±0,05
2С168А	6,8±0,68				0,25	±0,06
2С133Б	3,3±0,35				0,25	-0,1
2С139Б	3,9±0,4				0,25	-0,1
2С147Б	4,7±0,5				0,25	-0,09¸0,01
2С156Б	5,6±0,6				0,28	±0,05
2С168Б	6,8±0,7				0,28	±0,05
2С180А	7,75±0,75				0,15	±0,06
2С190А	8,75±0,75				0,15	±0,07
2С210А	9,75±0,75				0,15	±0,08
2С211А	11±1				0,15	±0,08
2С213А	12,75±1,25				0,15	±0,08
Д814А	7,75±0,75				0,15	+0,07
Д814Б	8,75±0,75				0,15	+0,08
Д814В	9,75±0,75				0,15	+0,09
Д814Г	11±1				0,15	+0,095
Д814Д	12,75±1,25				0,05	+0,095
Д818А	9+1,35				0,05	+0,02
Д818Б	9-1,35				0,05	-0,02
Д818Г	9±0,9				0,05	±0,005
Д818Д	9±0,45				0,05	±0,002
Д818Е	9±0,45				0,05	±0,001
КС191А	9,1±0,6				0,3	+0,09
КС220Ж	20±0,1		0,5	6,2	0,28	+0,1

 

Уварова Людмила Васильевна

Методические указания к выполнению домашнего задания на тему: «Расчет параметрических стабилизаторов» по курсу: «Основы преобразовательной техники» для студентов специальностей 200400 – Промышленная электроника, 071900 – Информационные системы и технологии, 210200 – Автоматизация технологических процессов и производств, 180400 – Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов.

Ответственный за выпуск Еременко Ю.И.

ЛР № 020777 от 13.05.98 г.

 

_________________________________________________

Подписано в печать

Усл. печ.л. Тираж экз. Заказ

_________________________________________________

 

 

Типография СТИ МИСиС

309516, Старый Оскол, м-р Макаренко, 40

 

Ил. 3 Табл. 1 Библиогр.: 4

Научный редактор:

Рецезент: Главный инженер УАМ ОАО «ОЭМК» А.А. Кохтенко,

Зам начальника ЦЭТЛ ОАО «ОЭМК» С.И. Пономарев

 

 

Ó Л.В.Уварова

Ó СТИ МИСиС, 2003
Старооскольский технологический институт

(филиал)

Московского государственного института стали и сплавов

(технологического университета)

Рекомендовано

Методическим советом

СТИ МИСиС

Уварова Л.В.

Основы преобразовательной техники