Расчет стабилизатора второго канала, выбор стабилитрона и транзистора

Расчетная схема стабилизатора с усилителем тока на транзисторе представлена на рис. 3.

Рис. 3. Расчетная схема стабилизатора с усилителем тока на транзисторе:

а – для положительной полярности U_d2; б – для отрицательной полярности

Исходными данными для расчета стабилизатора второго канала являются: напряжение на выходе стабилизатора U_d2, ток нагрузки I_d2, коэффициент пульсаций напряжения К_п2.

Для расчета такого стабилизатора сначала по справочнику [5, 6] или из приложения (см. таблицу П1.1) выбирается тип стабилитрона с напряжением стабилизации, равным напряжению в нагрузке U_ст.ном = U_d2. Для него из справочника нужно выписать значения минимального и максимального тока стабилизации I_ст.мiн и I_ст.мах и величину дифференциального сопротивления r_ст.

Если окажется, что ни один из известных стабилитронов не подходит, следует применить последовательное соединение двух стабилитронов. При этом следует выполнить условие U_ст.ном1 + U_ст.ном2 = U_d2, а токи I_ст.мiн и I_ст.мах у обоих стабилитронов должны быть близкими по величине. Для каждого из выбранных стабилитронов нужно выписать значения минимального и максимального тока стабилизации I_ст.мiн1 и I_ст.мах1; I_ст.мiн2 и I_ст.мах2 и величину дифференциального сопротивления r_ст1 и r_ст2.

Тип транзистора выбирается по справочнику [7, 8] или из таблицы П1.2, исходя из условий: I_к.мах = (1,5...3)×I_d2 и U_кэ.мах = (1,2...2)×U_d2. Для выбранного транзистора нужно выписать значения напряжения между коллектором и эмиттером в режиме насыщения U_кэ._нас и коэффициент передачи тока базы b(h_21Э).

Затем определяют входное напряжение стабилизатора

.

Определяют сопротивление в цепи базы транзистора

.

Полученное значение R_Б округляют до ближайшего стандартного значения из ряда Е24 (см. таблицу П2.1).

Определяют входной ток стабилизатора

.

Стабилизатор с включением нагрузки в цепь эмиттера транзистора обладает свойством сглаживать пульсации напряжения в нагрузке. Коэффициент сглаживания К_сгл2 зависит от величины сопротивления в цепи базы транзистора R_Б и дифференциального сопротивления стабилитрона r_ст и определяется по формуле:

.

Если в стабилизаторе применяется последовательное соединение стабилитронов, то .

Затем рассчитывается коэффициент пульсаций на входе стабилизатора с учетом коэффициента сглаживания К_СГЛ2

К’_п2=К_п2×К_сгл2.

Полученные значения U_ВХ2, I_вх2 и К’_п2 будут использованы далее для расчета с помощью ЭВМ выпрямителя второго канала.

Пример расчёта стабилизатора второго канала.

Дано: U_d2 = - 48 В; I_d2 = 0,8 А; К_п2 = 1,3%.

Поскольку выходное напряжение второго канала имеет отрицательную полярность, выбираем схему стабилизатора по рис. 3, б.

Ни один из представленных в таблице П1.1 стабилитронов не имеет напряжения стабилизации 48 В. Принимаем решение о последовательном включении двух стабилитронов по 24 В. Выбираем стабилитроны типа КС224Ж, для которых из таблицы П1.1 выписываем значения:

Тип	Uст (В)	Iст.мин (мА)	Iст.макс (мА)	rст (Ом)
КС224Ж		0,5	5,2

Рассчитываем требуемые параметры транзистора:

I_к.мах = (1,5...3)×I_d2 = 2 × 0,8 = 1,6 А;

U_кэ.мах = (1,2...2)×U_d2 = 2 × 48 = 96 В.

Тип транзистора выбираем из таблицы П1.2 (транзистор типа p-n-p). Наиболее подходящим будет транзистор КТ816Г, для которого выписываем значения:

Тип	Iк.макс, А	Uкэ макс, В	h21Э	Uкэ нас, В
КТ816Г				0,6

Определяем входное напряжение стабилизатора:

= 48 + 10 × 0,6 = 54 В.

Определяем сопротивление в цепи базы транзистора:

=

Ом.

Обратите внимание, что в формулу ток стабилитрона подставлен в амперах, что учитывается множителем 10^-3. Полученное значение R_Б округляем до ближайшего стандартного значения из ряда Е24 (см. таблицу П2.1). Принимаем R_Б = 180 Ом.

Определяем входной ток стабилизатора:

= А.

Определяем коэффициент сглаживания:

.

Определяем коэффициент пульсаций на входе стабилизатора с учетом рассчитанного коэффициента сглаживания К_СГЛ2

К’_п2 = К_п2×К_сгл2 = 1,3 × 2,3 = 2,99 » 3%.

Для расчёта выпрямителя второго канала на ЭВМ будут использованы следующие исходные величины: U_ВХ2 = 54 В; I_вх2 = 0,83 А; К’_п2 = 3%.

Расчет третьего канала

В третьем канале источника питания стабилизатор не применяется, поэтому заданные в таблице 1 значения U_d3, I_d3 и К_п3 будут непосредственно использованы для расчета с помощью ЭВМ выпрямителя третьего канала.