Файл: Федосеев П.Г. Основы проектирования транзисторных стабилизаторов напряжения учеб. пособие для студентов специальности 0615 Звукотехника.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.07.2024
Просмотров: 99
Скачиваний: 0
и поверхность охлаждения радиатора
^ [ ^ . ^ п "доп — °0 max ~ Рктях (^Т - пк + # Т - к р J J
4. Максимальный и минимальный токи базы Г с 2 :
гс2 |
_ |
п н 7 б ' | max + |
Л?э2 |
|
д 2 |
|
||||
; с 2 |
|
л / б Ш rain + |
^ э 2 |
; с 2 1 |
|
|||||
•/б min |
— |
: |
r r g |
|
'кО |
О |
max |
|||
|
|
|
1 + Srnax |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5. Сопротивление |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rsi ~ |
— т т л — 7 7 7 3 2 — г • е |
с л |
и |
fifmm < о ; |
||||||
|
|
'э min " г |
I ' 6 min | |
|
|
|
|
|||
|
|
-el |
^ " | А ' о — г , |
если |
|
/ б 2 т ! п > 0 |
||||
|
|
э mill |
I |
6 min | |
|
|
|
|
|
|
Величина / э С т т |
принимается равной |
|
2—3 мА. |
|||||||
6. Ток эмиттера и мощность |
рассеяния.: |
|
||||||||
|
|
I э max= |
I |
бтах ~\~ |
I |
Rs2\ |
|
|||
|
' к |
max |
•— |
к э Ш ' э max "«8s. |
~кclдрп |
|
Обычно транзистор Г с 1 в радиаторе Рктак > 150 — 200 МВТ, ТО В качестве сторы ГТ403, П213, КТ602, КТ801 и т. д.
I . Токи базы Гс ,: -
не нуждается; если ТС1 используют транзи
1
|
rcl |
cl |
rcl |
|
|
|
|
У э min |
|
|
|||
|
1 б min — |
ТТЛ |
|
у к0,20," |
|
|
|
|
1 т Smax |
|
|
|
|
|
rcl |
/ с 1 |
rcl |
|
|
|
|
' э max |
|
|
|
||
|
/бтах - — — Т Т Л |
''к а 10 тах |
|
|
||
|
|
1 + й т ! п |
|
|
|
|
8. |
Приращение тока базы |
|
|
|
|
|
|
A/ffmax = /б'тах,— / б ' т т |
0,1 -г-0,2 мА |
|
|||
Если последнее неравенство не выполняется, то число |
согласую |
|||||
щих каскадов следует увеличить. |
|
|
|
|
||
9. Тип согласующих транзисторов |
должен |
выбираться так, |
||||
чтобы по предельно-допустимому |
напряжению |
и току коллек |
||||
тора |
они соответствовали |
рабочему |
напряжению |
выпрями |
||
теля |
В[ и току базы исполнительных |
транзисторов при макси- |
74
мальвой нагрузке, минимальном статическом коэффициенте
усиления тока Вт\п и минимальной температуре |
90 min |
(при |
ука |
|
занных условиях ток базы Тп максимален). |
|
|
кон |
|
Поскольку в момент включения стабилизатора, когда |
||||
денсатор С„ на |
выходе еще не успел зарядиться, на |
коллекто |
||
рах Тп, Г с 2 и Тс1 |
действует полное напряжение |
выпрямителя |
Ви |
допустимое коллекторное напряжение для указанных транзисто ров должно быть не менее
|
- |
лоп ^"в1 |
max |
°'m^olN |
|
10. Выбор Гс|, Тег и Г„ по предельной частоте должен |
произ |
||||
водиться исходя |
из |
требований |
к |
частотным характеристикам |
|
стабилизатора. |
Большей частью |
стабилизаторы должны |
иметь |
||
малое выходное |
сопротивление в диапазоне частот до 3—5 |
кГц. |
В этом случае могут использоваться низкочастотные транзи сторы МП25—26, П213—214, П216—217, П210.
Когда необходимо получить высокий коэффициент стабили зации и малое выходное сопротивление в диапазоне частот до 100—200 кГц, целесообразно использовать кремниевые транзи сторы пли германиевые среднечастотные и высокочастотные (ГТ905, КТ805, ГТ806 и др.).
По условиям устойчивости желательно, чтобы согласующие транзисторы имели более низкую предельную частоту, чем исполнительный (поскольку в этом случае паразитные в. ч. колебания не пропускаются согласующими каскадами на вход исполнительного транзистора).
§3. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЯ СИГНАЛА ОШИБКИ
ИСХЕМЫ СРАВНЕНИЯ
Схема усилителя, а также способ включения опорного ста
билитрона |
и делителя |
обратной |
связи выбираются |
исходя |
|
из технического задания с учетом свойств |
различных |
УПТ, |
|||
описанных в § 3, гл. I I . |
|
|
|
|
|
Транзистор усилительного каскада Ту должен иметь доста |
|||||
точно высокий коэффициент усиления тока |
« 2 1 3 , допустимое |
||||
напряжение |
коллектора |
не менее |
чем £ B i m a x , |
а также |
частот |
ные свойства, отвечающие требованиям к частотной зависи мости коэффициента стабилизации и выходного сопротивления стабилизатора. <
Стабилизаторы, рассчитанные на импульсную, нагрузку и питание высокочувствительных усилителей звукового диапазона
частот, следует выполнять широкополосными, так |
как |
они |
лучше защищают питаемую аппаратуру от импульсных |
п-омех |
|
по цепям питания (электролитические конденсаторы |
С п |
обла |
дают индуктивностью и при частотах порядка нескольких десят ков килогерц действуют, неэффективно).
'/.< 3* |
75 |
Расчет однокаскадного УПТ
1. |
Рабочий |
ток |
коллектора |
Г у |
выбирается |
в |
пределах |
|||||||
Л;у ~ |
1 -т-3 мА. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Рабочее напряжение на коллекторе: |
|
|
|
|
||||||||||
|
' |
U n |
= |
|
+ |
1>ибэ-^кс |
|
(Р"с . II. 5, а, |
г); |
|
|
|||
|
|
|
^ к э = ^ и л Н - 2 ^ э ( Р и с II. 5, б, в) |
|
|
|
||||||||
где |
2£Лзэ |
— сумма |
напряжений |
эмиттер—база |
транзисторов |
|||||||||
Екс1=Е3 |
— напряжение опорного |
стабилитрона. |
|
|
|
|||||||||
3. |
Сопротивление |
Ri; |
выбирается |
следующим образом: |
|
|||||||||
а) |
в схеме с питанием УПТ |
от |
основного |
выпрямителя |
||||||||||
(рис. |
II.9) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ку m i n |
|
|
|
|
г Де |
/ K y |
m i n |
= 0,5ч - 2 |
мА- |
|
|
|
|
|
|
|
|||
б) |
в схеме |
с |
питанием |
УПТ |
повышенным |
напряжением |
||||||||
(рис. |
11.10) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
^ в 2 п и п ~ ^ н Л ' ~ " 2 ^ б э |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
А Г к — |
|
7 |
; |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
мА. |
UB2 |
' к у |
min |
|
10—20 В |
|
|
|||
где /i, T min= (1-^2) |
выбирается на |
больше |
||||||||||||
выходного |
напряжения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Иногда £/в 2 . выбирают вдвое больше напряжения основного |
||||||||||||||
выпрямителя, |
используя |
схему |
|
удвоения, |
питающуюся |
от |
||||||||
обмотки W2\ |
|
|
|
УПТ |
повышенным |
стабилизированным |
||||||||
в) |
при |
питании |
|
|||||||||||
напряжением от отдельного стабилизатора на стабилитроне |
КС2 |
|||||||||||||
(рис. |
II.11, |
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ c 2 = ^ v + ( 1 0 - 1 5 ) 5
Напряжение выпрямителя, питающего стабилитрон КС2:
Балластное сопротивление в цепи КС2
^D2/V — £ к с 2
+ / к у
где / К с 2 ~ 8 ч - 1 0 м А ;
76
г) при питании УПТ суммой выходного напряжения п напря
жения |
вольтодобавочного |
стабилизатора |
на |
стабилитроне |
|||||||||
КС\ |
(рис. 11.11, б) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
^ = ^ к |
с 2 Т ^ б э ; |
|
Екс2 |
= |
8+\2В |
|
||||
|
|
|
|
|
'ку |
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение выпрямителя В2 |
|
£ / В 2 л ' ~ (2-4-3) |
Ек, |
|
|||||||||
Балластное |
сопротивление |
|
|
|
|
|
КС2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
D |
_ |
_ ^ в ? Л ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 Mi |
2 — —, |
Т7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' КС2 Т 'KJT |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Расчет |
схемы |
сравнения |
|
|
|
||||
1. |
Напряжение |
задающего |
стабилитрона |
КСХ |
желательно |
||||||||
выбирать так, чтобы коэффициент передачи |
делителя обратной |
||||||||||||
связи |
был близок |
к единице (в противном |
случае |
уменьшается |
|||||||||
петлевое |
усиление). Однако напряжение коллектор — эмиттер Ту |
||||||||||||
должно |
быть |
не |
меньше |
(2—3) В. |
Поэтому |
ориентировочно |
|||||||
Е3 |
(0,5 -ь- 0,8) Uwv |
' В стабилиз-аторах с регулируемым выход |
ным напряжением Е3 = (0,8 -ь- 0,9) U„„,-,„. По величине Е3 выби рается стабилитрон с соответствующим значением напряжения
лавинного пробоя. |
Кроме того, стабилитрон должен обладать |
|
по возможности |
малым дифференциальным |
сопротивлением |
и температурным |
коэффициентом напряжения |
(ТКН). |
Рабочий ток стабилитрона порядка / 3 = 5 - М 5 |
мА выбирается |
так, чтобы дифференциальное сопротивление в рабочей точке
было достаточно мало. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Сопротивление в цепи |
стабилитрона |
|
|
|
|
||||
|
р |
"» |
£ |
к с 1 |
Unt\'~ |
£ KCl |
|
|
|
|
|
Atcl |
'ку |
'к<Г1 |
|
|
|
||
В стабилизаторах |
с регулируемым |
напряжением |
|
|
|||||
|
|
П ^ n m l n |
^кс.1 |
|
|
|
|
||
|
|
^ 3 |
— 7 |
, _ |
/ |
' |
|
|
|
|
|
|
'кс.1 mln |
' к у |
|
|
|
|
|
где / к с т т ~ 5 — 1 0 |
мА. |
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Ток делителя выбирают порядка |
10—30 мА (при меньшем |
||||||||
токе делитель имеет |
значительное |
выходное сопротивление). |
|||||||
С т а б и л и з а т о р с н е р е г у л и р у е м ы м |
в ы х о д н ы м |
||||||||
н а п р я ж е н и е м . |
он |
Сопротивление |
потенциометра |
Ru |
выби |
||||
рают так, чтобы |
позволил |
установить |
необходимый |
коэф |
фициент передачи независимо от разброса величины сопротив лений; напряжение на потенциометре:
Шп = (0,3 -4-0,4) £ к с Ь
ТОГда |
Ц ^ " " " - ; - 1 5 * " ' ; |
° ' 8 f |
; |
<°* + ° * *>« |
|
1ц |
'А |
. |
'Л |
4 Заказ 1541 |
77 |
Коэффициент передачи делителя при холостом ходе
К.*Е- |
Ян + 0,5/?п _ |
£ К С 1 |
Ri + Ri + Ra |
/д |
С т а б и л и з а т о р |
с р е г у л и р у е м ы м |
в ы х о д н ы м |
||||||||||
н а п р я ж е н и е м . |
Минимальный |
ток |
делителя |
обратной |
связи |
|||||||
|
|
|
|
4min = |
Ю-1-15 |
мА |
|
|
|
|
|
|
Максимальный ток |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
, |
г |
U\\ max |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ д max |
' д m i n |
г г |
|
|
|
|
|
|
Сопротивления делителя: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
А1 |
— |
|
17д m i n |
, |
Аз —• "гу д |
|
max |
|
|
|
|
|
|
|
|
п min |
|
|
J; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l > 2 [ / n m n x |
O.St/nmln |
|
£KCI |
|
|
|||
|
|
|
|
la. min |
|
|
|
i |
|
|
|
|
[У- |
Rj! |
Rn |
|
^ K C l |
|
/><- |
|
|
R? + |
v> |
-KCl |
|
s E m i " _ |
Ri + Ri + |
^ |
i / „ „ а х |
; |
л Е |
m a x _ |
/?i + |
Ri + Rn |
^ Un |
m m |
Н и з к о в о л ь т н ы е с т а б и л и з а т о р ы
С х е м а рис. 11.5, б:
п ~ |
U*N |
— °№KCI |
. |
П |
_ |
0,8£KCI |
|
л |
^ |
0,4£кс1 |
||||||
A l ~ |
|
|
7 |
|
|
1 |
А 2 ~ |
7 |
|
, An ~ |
/ |
|
||||
|
|
|
'Я |
|
|
|
|
|
|
'Л |
|
|
|
|
'А |
|
Напряжение |
добавочного |
стабилизатора |
и |
выпрямителя: |
||||||||||||
£ к с з « ( U ' K C 3 |
+ |
U'KC3) |
= |
(1,5 ч - 2) ELICL; |
|
|
U*N |
« |
(1,8 ~ |
2,2) £ к с 3 ; |
||||||
р |
_ |
£ксз — £кс! |
. |
р |
_. |
|
|
*ЛзЛГ£ксЗ |
, . |
|||||||
|
|
|
/км |
+ |
/д |
' |
^ |
И |
~" |
(1-4 |
- |
1,5) |
(Лес. + |
U) |
' |
|
|
|
|
к |
= |
-Ка + 0,5/?п _ |
Е |
к с 1 — ^ н / У |
|
|
|||||||
Нестабильность |
опорного |
напряжения |
при £ / c =var: |
|
||||||||||||
• Д ^ к с 1 « |
К |
|
- «.) |
^ з д , - | ^ - < (0Л - 0 , 2 5 ) |
|
КЯЕШНЛ0П |
||||||||||
|
|
|
|
|
С х е м а |
|
рис. |
11.5, |
в: |
|
|
|
|
|||
|
'(0.7 |
ч-0,8) £ / н Д Г |
|
|
|
|
( 0 , 8 - 5 - 0 , 9 ) ^ - ^ |
|
||||||||
A l — |
• |
|
: |
|
; |
|
Аз — |
|
|
|
j |
|
|
, |
||
|
|
|
• 'л |
|
|
|
|
|
|
|
|
' д |
|
|
|
|
|
|
р ~ , ° . 4 £ к С 1 |
|
/ г |
_ |
Л + 0 , 5 / ? п |
|
|
|
78 |
/д |
' |
|
|