Методика расчета компенсационного стабилизатора напряжения на имс

Компенсационные стабилизаторы напряжения представляют собою систему автоматичного регулирования, в которой с заданной точностью поддерживается постоянное напряжение на выходе независимо от изменения напряжения на входе стабилизатора. Такие стабилизаторы дают возможность стабилизировать напряжение при больших токах нагрузки и значительных изменениях входного напряжения. Они имеют больший чем параметрические стабилизаторы коэффициент стабилизации напряжения и меньшее выходное сопротивление. Компенсационные стабилизаторы напряжения в данное время изготовляются в виде законченных ИМС. Параметры некоторых из них приведены в приложении 8. Схема включения таких стабилизаторов зависит от типа ИМС. Для стабилизаторов, которые рассчитываются, схема включения приведена на рис.5.

Входными данными для расчета компенсационного стабилизатора напряжения на ИМС являются:

- выходное напряжение на нагрузке ;

- выходной ток нагрузки ;

- амплитуда напряжения пульсаций на выходе стабилизатора ;

После расчета элементов стабилизатора получим данные для расчета выпрямителя:

- напряжение на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

-
ток на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

- напряжение пульсаций на входе фильтра (выходе выпрямителя) .

Методика расчета компенсационного стабилизатора напряжения на ИМС следующая.

1. Согласно приложению 8 по значению заданного выходного напряжения на нагрузке и заданного тока нагрузки выбирают необходимый тип ИМС компенсационного стабилизатора. Для этой ИМС находят по таблице: коэффициент подавления пульсаций , величину опорного напряжения , величину тока управления , падение напряжения на регулирующем элементе ИМС , максимально допустимую мощность, которая рассеивается ИМС , тепловое сопротивление между р-п переходом и корпусом и максимальную рабочую температуру р-п перехода .

2. Задаемся рекомендованным значением резистора в пределах 180-240 Ом, который выбирается согласно номинальному ряду значений (см. приложение 1).

3. Находим значение номинала резистора из выражения:

. (4.1)

4. Согласно приложению 1 выбирают ближайшее номинальное значение сопротивления резистора .

5. По выражению (1) рассчитывают уточненное значение выходного напряжения на нагрузке, которое не должно выходить за пределы заданного допуска . Иначе резистор делают с помощью параллельного или последовательного соединения двух резисторов с необходимым номинальным значением сопротивления.

6. Находим мощность рассеивания резисторов , :

, (4.2)

. (4.3)

7. Далее с помощью приложения 1 выбирают номинальную мощность рассеивания этих резисторов.

8. Находим минимальное значение напряжения на входе стабилизатора:

. (4.4)

Выбираем конкретное значение этого напряжения.

9. Находим значение необходимого тока на входе стабилизатора:

. (4.5)

10. Определяем максимальную амплитуду напряжения пульсаций на входе стабилизатора из выражения:

. (4.6)

11. Выбираем значение номинала емкости конденсатора в пределах 1-100 мкФ согласно номинальному ряду (см. приложение 2).

12. Находим рабочее напряжение конденсатора :

. (4.7)

Выбираем согласно приложению 2 конденсатор с необходимой номинальной емкостью и рабочим напряжением.

13. Находим мощность, которая рассеивается не регулирующем элементе ИМС:

. (4.8)

Полученное значение должно быть меньше допустимой рассеиваемой мощности данной ИМС . Иначе необходимо выбрать более мощную ИМС компенсационного стабилизатора.

14. Определим тепловой режим работы ИМС. Для этого находим температуру р-п перехода ИМС во время работы схемы при температуре окружающей среды :

. (4.9)

Если рассчитанная температура р-п перехода во время работы ИМС не превышает предельную температуру р-п перехода , то данная ИМС может работать без дополнительного радиатора. В противном случае необходимо использование дополнительного радиатора с тепловым сопротивлением не более:

. (4.10)

В этом случае по расчету выбирается нужное тепловое сопротивление радиатора.

15. Для последующего расчета выпрямителя используют следующие рассчитанные данные:

- напряжение на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

- ток на входе фильтра (выходе выпрямителя) ;

- напряжение пульсаций на входе фильтра (выходе выпрямителя) .

5. Далее переходят к расчету выпрямителя согласно методике раздела 5.