Разработка маломощного стабилизированного источника питания (стр. 3 из 5)

Определяем среднее значение анодного тока вентилей выпрямителя

где К1 – коэффициент использования вентилей по току, для соответствующей схемы выпрямления.

Максимальное значение обратного напряжения, прикладываемого к вентилям, можно определить по формуле:

где К_в – коэффициент, связывающий действующее значение выпрямленного напряжения и амплитудное значение напряжения на диодах;

U_d – максимальное значение выпрямленного напряжения.

Максимальное значение выпрямленного напряжения необходимо определять с учетом возможного 10% повышения напряжения сети:

где К_стгх– коэффициент, учитывающий 10% повышение напряжения сети.

Выбираем 4 вентиля из справочника [1,5] 2Д201Б

Iпр	10А
Uобрмах	100В

3.3 Расчет сглаживающего фильтра

При малых мощностях нагрузки и высоких напряжениях нагрузки более предпочтительным является применение емкостного фильтра.

Рисунок 3.3 – Схема емкостного фильтра

Определим коэффициент пульсации на входе и выходе фильтра для расчета необходимого коэффициента сглаживания. Коэффициент пульсации на входе фильтра определяется схемой выпрямления и рассчитывается по формуле:

Количество пульсаций за период:

Номер гармонической составляющей:

Предварительно можно принять равным:

где U_dmin– минимальное значение выпрямленного напряжения.

Коэффициент пульсаций на выходе фильтра:

Коэффициент сглаживания:

Расчёт параметров для выбора элементов емкостного фильтра:

Максимальное напряжение на конденсаторе U_cmaxопределяется следующим образом:

Выбранный из справочника конденсатор должен удовлетворять условиям с>с_Ф и u_с>u_стах. Выбираем два конденсатора К50–18

С	0.043пкФ	0.007 пкФ
Uc	47.602В	81В

3.4 Расчёт линейного стабилизатора напряжения

Рисунок 3.4 – Схема электрическая – принципиальная компенсационного стабилизатора напряжения

Выберем регулирующие транзисторы VT1-VT2

Наименование	Структура	Uкэ	Iк	Uкэнас	Uбэнас
КТ827В	n-p-n	60	20	2	4	750	10*106	0.65
КТ815В	n-p-n	70	1.5	2.5	2	40	3*106	8

где – Iк1 – максимальное значение тока коллектора, А;

– Uкэ – максимально-допустимое напряжение коллектор-эммитер, В;

– Uкэнас – напряжение коллектор-эммитер насыщения, В;

– Uбэнас – прямое напряжение на переходе база-эммитер, В;

–

- минимальный коэффициент передачи по току;

– fгp – частота единичного усиления транзистора, МГц;

-

– тепловое сопротивление переход-корпус, °С / Вт.

Должны выполняться условия:

Т.к. у большинства стабилитронов величина максимального рабочего тока составляет I_смах" 50 мА,то требуемый коэффициент передачи по току Р_общдолжен быть:

Ток базы транзистора VT1 определим по формуле:

Ток базы транзистора VT2 определим по формуле:

Сопротивление резистора R1, ограничивающего ток базы VT2 в случае минимального входного и максимального выходного напряжения, можно найти из формулы:

где

так как транзистор кремниевый. Приводим сопротивление к стандартному ряду Е24

Мощность, рассеиваемая резистором R1, определяется по формуле:

Приводим мощность к стандартному ряду Е24

Выберем резистор из справочника

МЛТ 2 Вт 240 Ом +-5% E24

Ток коллектора транзистора VT3 найдем из условия:

Выбор транзистора VT3 из справочника [4, 6,1, 11] осуществляется таким образом, чтобы

.Данные выбранного транзистора приводятся в виде таблицы:

Наименование	Структура	Uкэ	Iк	Uкэнас	Uбэнас
3КТ315А	n-p-n	60	100*10^-3	0.4	1.1	502	100*106	150

где – Iк1 – максимальное значение тока коллектора, А;

– Uкэ – максимально-допустимое напряжение коллектор-эммитер, В;

– Uкэнас – напряжение коллектор-эммитер насыщения, В;

– Uбэнас – прямое напряжение на переходе база-эммитер, В;

–

- минимальный коэффициент передачи по току;

– fгp – частота единичного усиления транзистора, МГц;

-

– тепловое сопротивление переход-корпус, °С / Вт.

При выборе стабилитрона VD1 из справочника [5, 11] необходимо, чтобы

Наименование стабилитрона	Uст	Icтmin	Icтmax	rст
VDD815B	8.2	0,05	0,95	1

где:

– U_CT– напряжение стабилизации, В;

– Icrmin – минимальный ток стабилизации, мА;

– Ictmax – максимальный ток стабилизации, мА;

- г_ст – динамическое сопротивление стабилитрона, Ом.

Сопротивление резистора R2 определим из выражения:

Полученное значение сопротивления резистора R2 приводим к стандартному ряду Е24 и выбираем ближайшее меньшее значение.

Максимальный ток резистора R2:

Мощность, рассеиваемая на резисторе R2, определяется по формуле:

Приводим мощность к стандартному ряду Е24

Выберем резистор из справочника МЛТ 2 Вт 28 Ом +-5% E24

Ток базы транзистора VT3 определяется из условия:

Примем ток делителя R3-R5 на порядок больше тока базы VT3:

Определим суммарное сопротивление резисторов R4 и R5 по формуле: