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

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

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.

clдрп

 

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~

1 -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

;

<°* + ° * *>«

 

.

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 —• у 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 ~

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

+

'

^

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

'