Расчет стабилизатора
|
Для получения более постоянного напряжения на
нагрузке при изменении потребляемого тока к выходу выпрямителя подключают
стабилизатор, который может быть выполнен по схеме, приведенной на рис. 1. В
таком устройстве работают стабилитрон V5 и регулирующий транзистор
V6. Расчет позволит выбрать все элементы стабилизатора, исходя из
заданного выходного напряжения Uн и максимального тока
нагрузки Iн. Однако оба эти параметра не должны превышать
параметры уже рассчитанного выпрямителя. А если это условие нарушается, тогда
сначала рассчитывают стабилизатор, а затем - выпрямитель и трансформатор
питания. Расчет стабилизатора ведут в следующем порядке.
1. Определяют необходимое для работы стабилизатора входное напряжение (Uвып) при заданном выходном (Uн): Uвып = Uн + 3, Здесь цифра 3, характеризующая минимальное напряжение между коллектором и эмиттером транзистора, взята в расчете на использование как кремниевых, так и германиевых транзисторов. Если стабилизатор будет подключаться к готовому или уже рассчитанному выпрямителю, в дальнейших расчетах необходимо использовать реальное значение выпрямленного напряжения Uвып. 2. Рассчитывают максимально рассеиваемую транзистором мощность: Рmах = 1,3 (Uвып - Uн) Iн, 3. Выбирают регулирующий транзистор. Его предельно допустимая рассеиваемая мощность должна быть больше значения Рmax, предельно допустимое напряжение между эмиттером и коллектором - больше Uвып, а максимально допустимый ток коллектора - больше Iн. 4. Определяют максимальный ток базы регулирующего транзистора: Iб.макс = Iн / h21Э min, где: h21Эmin - минимальный коэффициент передачи тока выбранного (по справочнику) транзистора.. 5. Подбирают подходящий стабилитрон. Его напряжение стабилизации должно быть равно выходному напряжению стабилизатора, а значение максимального тока стабилизации превышать максимальный ток базы Iб max. 6. Подсчитывают сопротивление резистора R1: R1 = (Uвып - Uст) / (Iб max + Iст min), Здесь R1 - сопротивление резистора R1, Ом;
7. Определяют мощность рассеяния резистора R1: PR1 = (Uвып - Uст)2 / R1,
Может случиться, что маломощный стабилитрон не подойдет по максимальному току стабилизации и придется выбирать стабилитрон значительно большей мощности - такое случается при больших токах потребления и использовании транзистора с малым коэффициентом h21Э. В таком случае целесообразно ввести в стабилизатор дополнительный транзистор V7 малой мощности (рис. 2), который позволит снизить максимальный ток нагрузки для стабилитрона (а значит, и ток стабилизации) примерно в h21Э раз и применить, соответственно, маломощный стабилитрон. В приведенных здесь расчетах отсутствует поправка
на изменение сетевого напряжения, а также опущены некоторые другие уточнения,
усложняющие расчеты. Проще испытать собранный стабилизатор в действии, изменяя
его входное напряжение (или сетевое) на ± 10 % и точнее подобрать резистор R1 по
наибольшей стабильности выходного напряжения при максимальном токе нагрузки.
|
