Файл: Белопольский, И. И. Стабилизаторы низких и милливольтовых напряжений.pdf

16. М ЕТ О Д И К А ИНЖ ЕНЕРН ОГО РАСЧЕТА СТ АБИ Л И ЗАТО РО В

Рекомендуется следующая методика расчета стабилиза­ торов низких и милливольтовых напряжений, в которых в качестве измерительного элемента используются ре­ лаксационный генератор, выполненный на туннельном диоде, и индуктивности.

ДО /и.мансі б ) ;

5)нестабильность выходного напряжения при за­

■Среды (ОТ 70кр.міш ДО Дкр.м аксі С ) ;

8)температурная нестабильность выходного напря­

жения (іДДвых)ь б- 'В качестве базовой схемы стабилизатора принимаем

■схему на рис. 50.

Расчет ведется в следующей последовательности.

где а — относительное изменение входного напряжения при колебаниях напряжения питающей сети.

2.Выбираем предварительно величину емкости вы­ ходного конденсатора и по формулам (95) и (97) опре­ деляем время t и tf+lAtf.

3.По формулам (98) и (99) определяем количествоимпульсов в пачке Пі и п2, задаваясь при этом частотой колебаний генератора из условия £>1//геп.

4. По формуле (103) с учетом (100) — (102) и при­ нятых в § 13 допущениях определяем коэффициент пе­ редачи измерительного элемента kn3.

5. Согласно рекомендациям, изложенным в § 13, вы­ бираем тип туннельного диода и по справочным данным' или его вольт-амперным характеристикам определяем параметры іи і2, «і, и2, щ.

6. По формуле (94) определяем величину сопротив­ ления делителя выходного напряжения.

7. По формуле (87) с учетом формул (80), (81), (83) и (93) для выбранной частоты переключения генера­ тора /геп, принимая Т3= l/2freH> определяем величину индуктивности дросселя L.

8.Температурная нестабильность выходного напря­ женія в ключевых стабилизаторах в основном опреде­ ляется температурной зависимостью измерительногоэлемента. Поэтому ее можно определять по формуле (104), учитывая при этом, что кц остается отрицатель­ ным как при повышении температуры, так и при ее понижении относительно номинальной.

9.Определяем величину сопротивления резистора Rz по формуле (109).

10.Величину сопротивления резистора Ri опреде­ ляем из условия необходимости перемещения рабочей точки транзистора Т2 в область отсечки в момент насы­

щения транзистора Т3, т. е. при ыэтгОбтгПолагая «бт2=0,5 в, можно определять величину сопротивленияиз условия EbxR2/ (R1 +R2 ) >0,5 в.

11.Величину сопротивления резистора R3 опреде­ ляем по формуле (108).

12.Входное сопротивление усилительного каскада должно удовлетворять требованиям, предъявляемым не­ равенством (106), и вычисляется по формуле (107). Задаваясь величиной сопротивления резистора R^, про­

веряем выполнение неравенства (106).

132

13.По формуле (ПО) определяем величину сопро­ тивления резистора Т?5.

14.Определяем коэффициент усиления интегрирую­ щего усилителя по формуле (105).

15.Коэффициент стабилизации стабилизатора по

входному напряжению feCT определяем по формуле

17.Мощность рассеяния регулирующего транзисто­ ра определяем по формуле (126) с учетом формулы (117).

18.По формуле (118) определяем ток запирания регулирующего транзистора Ту при выбранном коэффи­ циенте насыщения feB2 и на основании этого определяем величины сопротивлений резисторов Rn, Ra— для стаби­ лизатора, выполненного по 'схеме рис. 50, или величину

сопротивления резистора Rn — стабилизатора, выпол­ ненного по схеме рис. 51.

На этом расчет стабилизатора можно считать окон­ ченным.

Г Л А В А Ч Е Т В Е Р Т А Я

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА И ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ НИЗКОВОЛЬТНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ И СТАБИЛИЗАТОРОВ

17. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА НИЗКОВОЛЬТНЫ Х ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Пример. 1. Произвести расчет выпрямителя для транзисторного стабилизатора напряжения по следующим данным: а) выпрямленное напряжение Uq= 3 в; б) выпрямленный ток / о = 4,2 а; в) коэффици­ ент пульсации &п=3%; г) питание схемы осуществляется от трех­

барит — минимальные.

Расчет выпрямителя проведем по методике, изложенной в § 11. Выбор схемы. Выбираем 12-фазную схему выпрямления, приве­ денную на рис. 3,г. Ее выбор обусловлен необходимостью получе­ ния малых габдритов и массы, что обеспечивается использованием выпрямителя без дроссельного фильтра и распределением тока на­

133

грузки по маломощным вентилям. Выбор схемы обусловлен также требованием по величине пульсации, которое может быть обеспечено без применения дополнительного фильтра. К достоинствам схемы рис. 3,в, г следует отнести также возможность применения в ней однофазных однотипных трансформаторов, что улучшает техноло­ гичность изготовления и снижает затраты, а также позволяет более простым путем, чем в других многофазных схемах, создать условия

видно, что 12-фазный выпрямитель не будет работать в первом дограничном режиме. Поскольку, кроме того, величина приведенного напряжения смещения не входит в число заданных и оценить ее в

кам диодов. Все характеристики приведены для температуры окру­ жающей среды, равной 20±10°С . Для дальнейших расчетов прини­ маем среднюю характеристику.

При использовании метода аппроксимации вольт-амперных характеристик, изложенного в § 10, верхняя точка располагается на линейном участке реальной характеристики диода. Поэтому выбор этой точки практически мало влияет на наклон аппроксимирующей прямой и при предварительном расчете, когда амплитуда тока вен-

134

тиля еще неизвестна, верхнюю точку можно выбирать ориентировоч­

ведя из нее прямую через верхнюю точку до пересечения с осью напряжений, получаем £см='1,12 в и Д£/Пр = 0,065 в, откуда гПр = = 0,065/0,3=0,217 ом.

Теперь необходимо найти ориентировочное значение сопротивле­ ния фазы трансформатора по формуле (70). Эта формула получена для трансформатора с простой первичной обмоткой. Соединение первичных обмоток в зигзаг по схеме рис. 3,г вносит некоторое из­ менение в величину эквивалентного сопротивления первичной обмот­ ки гівкв, которое необходимо предварительно оценить.

Величина Г|0КП может быть определена следующим образом. Первичные обмотки каждого из шести трансформаторов, образую­ щих 12-фазную схему выпрямления, электрически не связаны друг с другом. Напряжения основной и дополнительной первичных обмо­ ток, расположенных иа каждом трансформаторе, сдвинуты по фазе, как это видно из схемы рис. 3,г, иа 120 °, так как они питаются от разных линейных э. д. с.

Обе первичные обмотки одного трансформатора могут быть за ­ менены одной эквивалентной. Условие эквивалентности состоит в том, что эквивалентная обмотка должна создавать в сердечнике трансформатора магнитный поток такой же величины, какая созда­ ется двумя расположенными на нем обмотками.

Соответствующим расчетом может быть показано, что для полу­ чения симметричной 12-фазной схемы выпрямления напряжения на

соединены последовательно, то приложенное к ним напряжение должно относиться к напряжению эквивалентной обмотки, как 0,815+0,295=1,11 : 1. Поскольку основная и дополнительная обмотки обтекаются одинаковым током, в таком же соотношении должны находиться и сопротивления указанных обмоток, т. е. Гіэкв = 1,11 п.

Дальнейший расчет проводится в соответствии с рекомендация­ ми § 10.

■По табл. 5 находим суммарную типовую мощность трансформа­ торов схемы Ятпп г = 6 Д Тп п = 6 -1 • 0,352 • 12,6^27 в ■а, где произведе­ ние коэффициентов BubDbb принято равным единице. Мощность одно­

Учитывая требование наименьших размеров и массы выпрями­ теля, наиболее целесообразно в данной схеме использовать транс­

=0,037, А£/2= 0,03, öi = 9 а/ммЪ. Величину АСт принимаем равной 0,S8.

135