Файл: Федосеев П.Г. Основы проектирования транзисторных стабилизаторов напряжения учеб. пособие для студентов специальности 0615 Звукотехника.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.07.2024

Просмотров: 104

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

регулирование). В некоторых случаях применяют связанное регулирование, при котором тпристорный стабилизатор работает таким образом, что напряжение на исполнительном транзисторе остается во всех режимах неизменным и .минимальным.

В такой

схеме

(рис. 11.17, б)

напряжение

на исполнительном

транзисторе

Г4

сравнивается

посредством

делителя

R7—R&

с напряжением стабилитрона КС2, являющегося одновременно источником питания усилителя сигнала ошибки на транзи­ сторе ту

Так как на исполнительном транзисторе пульсации напряже­ ния велики, плечо делителя Р7 зашунтировано конденсатором С5. Разность напряжений КС2 и делителя R7 — Rs поступает на тран­ зистор Т5, который регулирует скорость заряда конденсатора Съ. Релаксационный генератор имеет такую же схему, что и в пре­ дыдущем стабилизаторе, но отличается тем, что вместо двухбазового диода применена спусковая регенеративная схема на транзисторах противоположного типа проводимости Т6 и Т7 (двухтранзисторная аналогия тиристора). Транзисторы Т6 и Т7 закрыты до тех пор, пока потенциал эмиттера Г6 не станет выше потенциала его базы. Если напряжение на Т2 — Т4 возрастет, то коллекторный ток Т5 увеличивается, зарядка конденсатора С 3 происходит медленнее и спусковая схема переходит в состояние высокой проводимости с большей задержкой относительно на­ чала периода; соответственно тиристор Д\ включается позже и напряжение на выходе тпристорного выпрямителя снижается. Это ограничивает'мощность потерь в исполнительном элементе ТСН. Для синхронизации релаксационного генератора его пита­ ние осуществляется от вспомогательного выпрямителя В2 и огра­ ничителя на стабилитроне КС3. Напряжение этого же выпрями­ теля используется для питания цепи стабилитрона КС2, причем Дз и С4 образуют добавочную схему выпрямления, позволяю­ щую сгладить пульсации напряжения, подводимого через Rl3

кстабилитрону КС>.

Вэтом стабилизаторе применен всего один тиристор, вклю­ ченный последовательно в цепь выпрямленного тока на выходе неуправляемого силового выпрямителя В\.

Величина напряжения на исполнительном транзисторе Т4 определяется значением напряжения стабилитрона КС2 и коэф­ фициента передачи делителя R7 — Rs, который равен 0,8—0,9. Минимальное напряжение КС2. должно превышать сумму на­ пряжения насыщения Г4 и амплитудного значения напряжения пульсаций на выходе фильтра L-Ct при максимальном токе нагрузки.

Стабилизатор рассмотренного типа выгодно отличается тем, что позволяет плавно регулировать величину стабилизирован­ ного напряжения в широких пределах, причем независимо от величины напряжения на выходе мощность потерь в исполни­ тельном транзисторе Т4 остается небольшой.

3 Заказ 1541

57

Г л а в а I I I . О П Р Е Д Е Л Е Н И Е Р Е Ж И М А И РАСЧЕТ

ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ СТАБИЛИЗАТОРА

Расчет стабилизатора состоит из двух этапов. На первом производится выбор- режима и определение параметров всех элементов схемы ТСН. Второй этап сводится' к определению основных показателей стабилизатора (AUn, х, Ric-г) исходя из полученных для отдельных каскадов коэффициентов передачи и усиления сигналов управления и возмущений.

§ 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

Исходными данными для расчета ТСН с нерегулируемым выходным напряжением являются:

1. Номинальное выходное напряжение UnN, В.

2. Номинальный

(максимальный) • ток нагрузки Т

А.

3. Минимальный ток нагрузки /нтт, А.

 

4. Допустимая погрешность

стабилизации ± A t 7 U H 0 n ,

%•

Вместо погрешности иногда могут быть заданы коэффициент

стабилизации х =

"'- • - g ^ -

при / H = const и выходное

сопро-

тивленне стабилизатора

Ri ст,

Ом.

 

 

5. Относительное изменение напряжения сети в сторону по­

вышения

 

Uc max

 

1

г А Цс%

 

 

 

 

 

6. Относительное изменение напряжения сети в сторону по­

нижения

 

 

 

 

 

 

_

_

^ c m l n

 

_ 1 '

b~Uc%

 

7. Коэффициент

пульсаций

на

выходе основного выпрями­

теля при номинальной нагрузке

elN.

 

8.Внутреннее падение напряжения в выпрямителе/в Ш ./?в 1 , В.

9.Максимальная температура окружающей среды ботах,°С.

10.Минимальная температура окружающей среды Gomin, "С.

Величины, указанные в пп. 7 и 8, выбираются ориентировочна в зависимости от конкретного построения схемы; выбор вели­ чины, указанной в п. 8, может производиться в процессе расчета исполнительного элемента ТСН.

Для стабилизаторов с регулируемым выходным напряжением дополнительно к п. 1 указываются: с 7 н ш а х — максимальное и Unmin — минимальное выходное напряжение.

В результате расчета стабилизатора должны быть опреде­ лены:

58

1)

тип п количество транзисторов исполнительного

каскада

2)

тип н число согласующих

транзисторов

Тс

(Тси

Тс2у...);

3)

тип транзистора УПТ Ту;

в цепи коллектора Ту,

 

4)

сопротивление

нагрузки

эмитте­

ров Г с ь

Тс2, Тп и т. д.;

 

.

,

R\,

R2,

Rn;

5)

сопротивления

делителя обратной

связи

6)сопротивление R3, ограничивающее рабочий ток задаю­ щего стабилитрона;

7)тип (и количество) стабилитронов задающего элемента;

8)тип и количество диодов или стабилитронов, служащих для термокомпенсации;

9)номинальное напряжение холостого хода основного вы­

прямителя £ B I J V ;

10) номинальный ток нагрузки основного выпрямителя / в ш ;

11)номинальное напряжение и ток вспомогательных выпря­ мителей для питания УПТ и задатчика, а также элементы схемы вспомогательных параметрических стабилизаторов, если послед­ ние применяются;

12)размеры и конструкция теплоотво'дящих радиаторов;

13) погрешность стабилизации при заданных возмущениях

14) коэффициент стабилизации и и выходное сопротивление стабилизатора А\-с т при низких частотах возмущений.

В процессе расчета как на первом, так и на втором этапе производится корректировка схем и параметров основных узлов стабилизатора, если в этом появляется необходимость.

§ 2. РАСЧЕТ РЕЖИМА ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ТРАНЗИСТОРА, ВКЛЮЧЕННОГО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО С НАГРУЗКОЙ

Исполнительный транзистор используется в режиме больших сигналов, когда нельзя пренебречь нелинейностью его характе­ ристик. Поэтому следует пользоваться графо-аналитическим методом расчета, достоинством 'которого является также физи­ ческая наглядность.

Область рабочих режимов

Рассмотрим основные положения, касающиеся определения области использования характеристик транзисторов по задан­ ным техническим условиям. Будем различать следующие пре­ дельные режимы:

I — напряжение сети минимально,'ток нагрузки максимален:

с min ' Е,Dl

Dl m i n '

и

н max

3*

 

 

59

I I — напряжение сети и ток нагрузки максимальны:

Uс

max'

—

^ o l max '

=

AiVV'

 

 

 

 

I I I — напряжение сети максимально, ток нагрузки минимален:

= U'с maxi Ai= Ai mini

IV — напряжение сети и ток нагрузки минимальны:

=

m i n '

=

A i min ~ ^\\N

^nR

 

 

 

Помимо изменений среднего значения напряжения питаю-' щего выпрямителя, следует учитывать напряжение пульсаций. Следовательно, мгновенное значение напряжения на энергети­ ческом входе стабилизатора равно

 

 

м„1 = £/„i +

У ^ m K cos

 

+ фк)

 

Схема для определения

режимов

исполнительного транзи­

стора

показана

на

рис. I I I . I , а,

где

использованы

следующие

обозначения:

 

 

 

 

 

 

 

 

£ B I , RM — напряжение

холостого хода и внутреннее

 

 

 

сопротивление выпрямителя;

 

 

 

Umi — амплитуда основной гармоники пульсаций;

/лэ=^дэ1+/дз2+

• • • — ток,

потребляемый резисторами /?Э1 и R&;

 

 

/ с к

— ток,

потребляемый

делителем

обратной

 

 

 

связи

и задающим

стабилитроном.

На

рис. I I I . 1,6

показана взаимосвязь

положения

рабочих то­

чек на внешних характеристиках выпрямителя и выходных ха­

рактеристиках

Тв.

строятся в системе

координат

Внешние характеристики

UBi — /щ при

иСтйх(т — m'),

UCm\n(n — «')» а

также

при

^ C J V [N — N').

Волнистые линии условно изображают

раз­

мах изменений мгновенного значения выпрямленного напряже­ ния за счет пульсаций. Семейство выходных характеристик по­

строено в системе координат

Oi — UK3;

О — /э , причем точка Oi

имеет абсциссу UBN

и ординату Iкъ =

I

1

 

 

Токи эмиттера при максимальной и

минимальной

нагрузке

равны

/ 3 m a x = / n N +

/ c s ; h m i n = / r i т ш + ^ с х " ,

соответственно

токи

Нагружающие выпрямитель:

/в1тах=Л)тах + /лэ; /в1т1п = / а т т +

+1нз-

Точки I , I I , I I I и IV соответствуют

названным выше

пре­

дельным режимам.

 

 

 

 

 

 

Заштрихованная

область

указывает

совокупность

возмож­

ных положений рабочей точки Т и при любых комбинациях зна­ чений тока нагрузки и напряжения сети в пределах, оговорен­ ных техническим заданием.

60

Смотрите также файлы