Расчет вторичного источника питания

1.  Данные для расчета

№ варианта	Iн, мА	Uн, В	ΔUн+, В	ΔUн-, В	εвых	Кст мин	№ рисунка схемы
36	270	11	0	0	103	60	3

ЗАДАНИЕ

Провести полный расчет вторичного источника питания, структурная схема которого изображена на рси.1, по следующим данным:

1.  Первичная сеть 220 В, 50 Гц с возможными отклонениями напряжения +5% и -15%.

2.  В соответствии с указанным вариантом взять из таблицы

·  ток нагрузки Iн;

·  напряжение на нагрузке Uн с пределами регулирования ΔUн+ и ΔUн- или без регулирования;

·  допустимый коэффициент пульсации εвых;

·  минимальный коэффициент стабилизации напряжения Кст мин;

·  вариант схемы выпрямителя по номеру рисунка.

Рис.1. Структурная схема вторичного источника питания

 

1.  ВЫБОР И РАСЧЕТ СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Стабилизация среднего значения выходного напряжения вторичного источника питания производится c помощью стабилизатора напряжения. Выбор стабилизатора напряжения осуществляется исходя из следующих соображений. Если не нужно регулировать напряжение на нагрузке (не заданы ΔUн+ и ΔUн-) и ток в нагрузке не превышает 0,1А, то можно выбрать, как самый простой, параметрический стабилизатор напряжения, при условии, что он обеспечит заданный коэффициент стабилизации. В противном случае необходим компенсационный стабилизатор напряжения с обоснованием его выбора.

Так как ток нагрузки Iн больше 0,1А, необходим компенсационный стабилизатор напряжения.

 

РАСЧЕТ КСН

 

Рис.2 Схема стабилизатора.

1)  Определим максимальный ток коллектора транзистора VT1

2)  Определим значения выходного напряжения на нагрузке

минимальное:

максимальное:

3)  Определим напряжение на входе КСН

минимальное:

где ориентировочно принимаем ;

номинальное

максимальное

4)  Максимальное значение напряжение коллектор-эммитер и рассеиваемой мощности на транзисторе VT1 будут равны

5) 

6)  В блоках питания применяются низкочастотные транзисторы. По найденным значениям  по справочнику выбираем транзистор n-p-n структуры и выписываем его параметры:

VT1: П701

, В	, мА	, Вт		,В	, мкА
40	500	10	20	7	0,1

7)  Определяем максимальный ток базы транзистора VT1

8)  Рассчитываем сопротивление резистора R2 и его мощность, где В

Выбираем тип резистора и его параметры.

R2 = 4,7х10⁶ Ом, Pr2 = 0,01 Вт.

9)  Определяем максимальное значение напряжения коллектор-эммитер, тока коллектора и мощность транзистора VT2

,

,

,

.

10)  По найденным значениям  по справочнику выбираем транзистор n-p-n структуры и выписываем его параметры:

VT2: П701А

, В	, мА	, Вт		,В	, мкА
60	500	10	20	7	0,1

Величину напряжения берем .

11)  Уточняем минимальное напряжение на РЭ

12)  Определяем ток базы транзистора VT2

13)  Принимаем ток коллектора транзистора VT3 равным

14)  Определяем максимальное, минимальное и номинальное значения напряжения на коллектора VT3 относительно общего минуса

15)  Рассчитываем сопротивление резистора R1 и его мощность

 

Выбираем резистор R1:  , .

16)  Вычисляем максимальный ток коллектора транзистора VT3

 

17)  Напряжение стабилитрона VD1 выбираем в пределах 6…8 В, ноо при этом напряжение коллектор- эммитер транзистора VT3 должно быть не менее 3В, то есть

18)  По найденному значению Uст и учитывая, что ток стабилизации VD1 не должен превышать максимально допустимый ток стабилитрона, то есть

Выбираем тип стабилитрона VD1 и выписываем его параметры

VD1: Д814А

, В	, мА	, мА	, Ом	,В	, В
8	40	3	6	7,5	8,5

19)  Уточняем напряжение коллектор-эммитер транзистора VT3

20)  Определяем мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора VT3

21)  По найденным значениям  по справочнику выбираем транзистор n-p-n структуры и выписываем его параметры:

VT3: КТ306Г

, В	, мА	, Вт		,В	, мкА
10	30	0,15	110	0,3	3

22)  Вычисляем сопротивление резистора R3 и его мощность

Выбираем резистор R3:  , .

23)  Проверяем максимальный ток стабилитрона VD1

24)  Рассчитываем ток базы транзистора VT3

25)  Находим сопротивления резисторов делителя и их мощность. Для этого принимаем ток делителя . Тогда полное сопротивление делителя , а сопротивления резисторов делителя и их мощности найдем по формулам, приняв В

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбираем R4, R5, R6:

 

 

 

 

 

 

 

26)  Определяем достигаемый коэффициент стабилизации

где  - коэффициент передачи по напряжению делителя;

- коэффициент усиления по напряжению УПТ на VT3;

.

27)  Входные параметры КСН

входной ток КСН

входное напряжение КСН

входное сопротивление КСН

28)  Оценим коэффициент полезного действия КСН при нормальной нагрузке

Ориентировочный расчет стабилизатора напряжения закончен.