Расчет стабилизатора напряжения

Рисунок 2.9 - Стабилизатор компенсационного типа с последовательно включенным регулирующим элементом

 

Определяются требуемые от регулирующего транзистора VT1 параметры:

максимальное напряжение коллектор-эмиттер и максимальная рассеиваемая мощность.

Максимальное напряжение коллектор-эмиттер рассчитывается по формуле:

(2.9.1)

Где

напряжение на входе стабилизатора напряжения, В;

напряжение на выходе стабилизатора напряжения, В;

нестабильность входного напряжения стабилизатора, ;

пределы регулировки выходного напряжения, ;

Нестабильность входного напряжения стабилизатора определяется по

Формуле:

(2.9.3)

(2.9.4)

Подставляя (2.9.3) и (2.9.4) в (2.9.1) получим:

Максимальная мощность, которая должна рассеиваться на регулирующем

транзисторе VT1, Вт:

(2.9.5)

Максимальный коллекторный ток, который должен выдерживать транзистор

VT1, А:

(2.9.6)

В соответствии с полученными значениями параметров, описанных выше

выбирается транзистор КТ818А.

Параметры транзистора КТ818А:

Определяются требуемые пределы изменения опорного напряжения

стабилизатора VD1, В:

(2.9.7)

(2.9.8)

В результате получаем требуемые пределы изменения опорного напряжения

стабилитрона

В соответствии с полученными требуемыми пределами изменения опорного

напряжения выбирается марка стабилитрона с наименьшим значением температурного коэффициента напряжения (ТКН) и наименьшим

дифференциальным сопротивлением стабилитрона Таким параметрам соответствует стабилитрон Д815Г.

Параметры стабилитрона Д815Г:

Определяется требующееся максимальное значение напряжения коллектор-

эмиттер транзистора VT2, В:

(2.9.9)

В соответствии с полученным значением выбирается транзистор

КТ814А.

Параметры транзистора КТ814А:

Рассчитывается значение коллекторного тока транзистора VT2, А:

(2.9.10)

Вычисляется сопротивление резистора в цепи источника опорного

сигнала, Ом:

Согласно ряду сопротивлений Е24 принимается значение равным 16 Ом.

Определяется базовый ток транзистора VT1, А:

Вычисляется ток, протекающий по резистору , А:

(2.9.13)

Вычисляется сопротивление резистора , Ом:

Согласно ряду сопротивлений Е24 принимается значение равным 51 Ом.

Рассчитывается базовый ток транзистора VT2, А:

Рассчитывается ток в цепи делителя напряжения (резисторы R1, R3 и

потенциометр R2), А:

(2.9.16)

Рассчитывается максимальное напряжение на выходе стабилизатора (В):

(2.9.17)

Рассчитывается минимальное напряжение на выходе стабилизатора (В):

(2.9.18)

Для определения сопротивлений резисторов делителя напряжений

составляется система уравнений с учетом следующих условий. Во-первых, значение выходного напряжения стабилизатора максимально в крайнем нижнем положении движка потенциометра R2. Во-вторых, значение выходного напряжения стабилизатора минимально в крайнем верхнем положении движка потенциометра R2. Получается:

Решение системы уравнений дает следующие формулы для резисторов R1и

R3 и потенциометра R2 (Ом):

Согласно ряду сопротивлений Е12 принимается

Рассчитывается сопротивление коллекторного перехода регулирующего

транзистора VT1:

Согласно ряду сопротивлений Е12 принимается

Определяется сопротивление эмиттерного перехода усилительного

транзистора VT2:

Согласно ряду сопротивлений Е12 принимается

Принимается сопротивление базы усилительного транзистора равным 200

Ом.

Определяется коэффициент стабилизации схемы по формуле: