Выбор и расчет пассивных элементов

Выбираются пассивные элементы

1. Трансформатор выбирается по рассчитанным параметрам:

Напряжение на вторичной обмотке U_ii

Ток во вторичной обмотке I_ii

Мощность, потребляемая от вторичной обмотки Р_ii

Мощность трансформатора Р_тр

Коэффициент трансформации К_т

Ток в первичной обмотке трансформатора I_i

1. Диоды VD1 – VD4 выбираются по параметрам:

Обратное напряжение на диодах выпрямителя U_обр

Ток через диоды выпрямителя I_д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Конденсаторы

Выбираются конденсаторы С1, С2, С3

С1 – конденсатор фильтра

 

С3 – блокировочный конденсатор, служит для подавления высокочастотных помех

1. Резисторы

Расчет и выбор резисторов:

Резистор R1

Для открывания транзистора VT1 и срабатывания схемы защиты необходимо напряжение. Такое напряжение достигается при токе срабатывания защиты I_сраб на сопротивлении R1. Для подстройки тока срабатывания схемы защиты параллельно R1 включен подстроечный резистор R10.

Резистор R2

Сопротивление резистора ограничивает ток коллектора I_к транзистора VT1 на уровне

Резистор R3

Сопротивление резистора ограничивает ток базы I_б транзистора VT5

Резистор R4

Где

U_вх.ст = В – входное напряжение стабилизатора.

U_н = В – Выходное напряжение стабилизатора

 

Резистор R5

I_кэо= мкА – обратный ток коллектора транзистора VT2

 

Резистор R6

I_cт= - ток стабилизации стабилитрона VD5

 

Резисторы R7, R8, R9

Резисторы выбираются из условия протекания тока 10 – 11 мА при номинальном напряжении.

R_s=R7 + R8 + R9

R7 = R_s - R8 - R9

Таким образом, выбор и расчет элементов схемы заканчивается.

 

Пример:

Разработать стабилизированный источник питания обеспечивающего поддержания постоянного напряжения заданного уровня и качества на стабильной нагрузке.

Исходные данные:

 

U_с=220 В.

ΔU_с=15% (33 В)

U_н=27 В.

 

ΔU_н=1,5% (0,405 В)

R_{н min}=50 Ом

R_{н max}=10000 Ом.

К_защ=1,5

1. Определим максимальный ток :

А

2. Определим минимальный ток :

Для нормальной работы регулирующего элемента напряжение на входе стабилизатора должно быть выше на 4 – 7 вольт (как минимум на напряжение насыщения регулирующего транзистора). Принимаем входное напряжение стабилизатора

3. Мощность выделяемая на регулирующем транзисторе при R_{н min},

4. Мощность выделяемая на регулирующем транзисторе при срабатывании защиты (режим короткого замыкания в нагрузке)

(U_н=0 при коротком замыкании в нагрузке).

 

5. Определяем ток срабатывания защиты:

Выбираем в качестве схемы защиту ограничительного типа с резистивным датчиком тока

6. Выбираем регулирующий транзистор VT3:

35В, ( -постоянная рассеиваемая мощность коллектора)

I_к = I_max

Поскольку максимальная рассеиваемая мощность коллектора без теплоотвода Р_к=1Вт, то необходимо применение теплоотвода.

Выбирается транзистор КГ817Г (7)

7. Выбираем транзистор VT2:

35В,

8. Выбираем транзистор VT1 – с большим коэффициентом передачи тока h_21э – КТ3107Г.

9. Выбираем транзисторы VT4, VT5 с большим коэффициентом передачи тока h_21э, обеспечивающие большой коэффициент усиления каскада – КТ3102А

10. Рассчитываем емкость конденсатора фильтра:

 

 

мкФ

Выбираем по справочнику (7) конденсаторы С1, (С2), С3

С1 – К50-6 10000мкФ Х50В

(С2 – К50-6 500мкФ Х50В)

С3 – К71-5 10нФх100В - для подавления высокочастотных помех

11. Определяем напряжение на выходе мостового выпрямителя:

12. Обратное напряжение на диодах выпрямителя

13. Ток через диоды выпрямителя

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора

25В

14. По расчетным данным выбираем (7) диоды КД202А (VD1-VD-4)

15. Выбираем стабилитрон VD5

U_ст=24 В

I_ст=3 мА

По указанным параметрам выбираем стабилитрон Д816Б

16. Ток во вторичной обмотке

 

 

17. Мощность, потребляемая от вторичной обмотки

Вт

18. Мощность трансформатора:

Вт

19. Коэффициент трансформации

 

20. Ток в первичной обмотке трансформатора:

А

21. По рассчитанным параметрам выбираем трансформатор ТПП 280 сердечник ШЛ25 32, мощность – 72 Вт

22. Расчет пассивных элементов схемы

Расчет и выбор резисторов:

Резистор R1

Для открывания транзистора VT1 и срабатывания схемы защиты

 

необходимо напряжение. Такое напряжение достигается при токе срабатывания защиты I_сраб=5А на сопротивлении R1=0,16Ом. Для подстройки тока срабатывания схемы защиты параллельно R1 включен подстроечный резистор R10=100Oм

Резистор R2

Сопротивление резистора ограничивает ток коллектора I_к транзистора VT1 на уровне

Где

U_вх.ст = 35В (12 В) входное напряжение стабилизатора

Резистор R3

Сопротивление резистора ограничивает ток базы I_б транзистора VT5. R3= 10кОм

Резистор R4

Где

U_вх.ст = 35В (12 В) – входное напряжение стабилизатора.

U_н = 27В (5 В) – выходное напряжение стабилизатора

Резистор R5

 

 

I_кэо= 100 мкА – обратный ток коллектора транзистора VT2

резистор R6

I_cт= 30мА - ток стабилизации стабилитрона VD5

 

Резисторы R7, R8, R9

Резисторы выбираются из условия протекания тока 10 – 11 мА при номинальном напряжении.

R_s=R7 + R8 + R9=2,7 кОм

R_s=

R7 = R_s - R8 - R9=200 Ом

R7 = 2700 - 100 - 2400=200 Ом

 

Где

U_{н max}= 27В (7В) – максимальное напряжение на нагрузке

U_{н min}= 26,6В (3В) – минимальное напряжение на нагрузке

 

Таким образом, выбор и расчет элементов схемы закончен.