Найдем максимальный температурный коэффициент стабилизатора при

4.2.31. Найдем максимальный температурный коэффициент стабилизатора при

отсутствии термокомпенсирующих диодов ?макс:

Хмакс=(Uвых*(Хст2+Хо.у..макс))/ Uст2, (41)

где- ?о.у..макс- максимальный температурный коэффициент операционного усилителя

мкВ/0С (справочные данные);

Хмакс=(12*(-1,57+50*10-3))/7,87=2,39 мВ/0С

Полученное значение температурного коэффициента меньше заданного, поэтому нет

необходимости осуществлять термокомпенсацию.

4.2.32. Рассчитаем основные параметры стабилизатора. Определим

коэффициент стабилизации Кст:

, (42)

где Кр- коэффициент усиления составного регулирующего транзистора по напряжению:

(43)

где К4, К3-коэффициенты усиления по напряжению транзисторов VT3, VT4, определяем

из таблицы 4.5 (2.с.135). К4=500, К3=800

Коу- коэффициент усиления операционного усилителя по постоянному току Коу=15;

б- ?оэффициент передачи делителя

б=(бмин+бмакс)/2 (44)

б=(0,56+0,57)/2=0,56

Ь- ?оэффициент, учитывающий влияние входного сопротивление усилителя на

коэффициент передачи делителя ?=0,005;

nпосл- число регулирующих транзисторов включенных последовательно nпосл=2;

rоу- выходное сопротивление операционного усилителя (справочный параметр)

rоу=150 Ом;

Rоу- входное сопротивление операционного усилителя, Ом

4.2.33. Определим амплитуду пульсации выходного напряжения стабилизатора

Uвыхm ,мВ:

Uвыхm=U01m1* Uвых/Кст*U01, (45)

Uвыхm=1,4*12/711*15,54=1,5 мВ

4.2.34. Определим внутренне сопротивление стабилизатора ri, Ом:

ri=-1/S4*Коу*Ь*б*nпар, (46)

где S4 крутизна регулирующего транзистора VT4 см. таблица 4.2 (2.с.130)

ri=-1/0,7*307*0,56*0,05*1=0,166 Ом

4.2.35. Определим номинальное и минимальное значение кпд стабилизатора

ђмин, ђмакс:

ђмин=Uвых.мин/U01макс (47)

ђмин=11,94/15,61=0,76

ђмакс=Uвых/U01 (48)

ђмакс=12/15,45=0,77

4.2.36. Определим величину емкости С6,мкФ:

С6=0,23*h21э4/ri*2*П*f21б (49)

С6=0,23*50/0,166*6,28*10000=1100 мкФ

Выбираем конденсатор К50-6 2000 мкФ.

4.3. Расчет выпрямителя и трансформатора.

4.3.1. Зная входные напряжения стабилизатора, максимальный и минимальные

токи, потребляемые, стабилизатором и пульсации на входе стабилизатора производим

расчет выпрямителя:

4.3.2. Выбираем однофазную мостовую схему выпрямления, в ней число фаз

вторичных обмоток 2, m=2

4.3.3. Из таблицы 4 выбираем ориентировочные значения коэффициентов BL и

DL-функции углов отсечки Q и ?:

Ориентировочные значения коэффициентов BL и DL

Таблица 4

mBLDL

m=10,95-1,12,05-2,1

m=20,95-1,12,1-2,2

m=30,81-0,852,2-2,36

m=60,78-,0,812,36-2,7

Выбираем: BL=1, DL= 2,1

Определим максимальное выпрямленное напряжение U0макс,В:

U0макс=U01*(1+амакс), (50)

где U0- номинальное выпрямленное напряжение, В

U0макс=15,45*(1+0,005)=15,52 В

Ориентировочно определяем параметры вентилей, см. (2.с.61)

Обратное напряжение, В

Uобр=1,41*BL*U0макс (51)

Uобр=1,41*1*15,52=21,88 В

Средний выпрямленный ток Iпр. ср, А

Iпр. ср =0,5* I0 (52)

Iпр. ср =0,5*1,05=0,525 А

Выпрямленный ток Iпр, А

Iпр.=0,5* DL*I0 (53)

Iпр.=0,5*2,1*1,05=1,1 А

Габаритную мощность трансформатора Sтр, В*А

Sтр=0,707* DL* BL*Р0, (54)

где Р0=I0*U01=1,05*15,45=16,22 Вт

Sтр=0,707*2,1*1*16,22=24 В*А

По вычисленным значениям Uобр , Iпр.ср выбираем диоды Д229Л

Справочные данные диодов Д229Л

Таблица 5  

Iпр. ср макс , АUобр макс, ВUпр. ср , ВIобр , мА

0,740010,2

Определим сопротивления вентиля в прямом направлении rпр , Ом:

rпр=Uпр. ср/Iпр.ср (55)

rпр=1/0,525=1,9 Ом

Определяем активное сопротивление трансформатора rтр, Ом:

(56)

где J- плотность тока в обмотках трансформатора, А/мм2 ;

B- амплитуда магнитной индукции ,Т –определяются по величине габаритной мощности

из графиков (см. 2.с.15)

B=1,15 Т; j=3,8, А/мм2

Определим индуктивность рассеяния обмоток трансформатора Ls,Г:

(57)

Определим индуктивное сопротивление фазы Хтр , Ом:

Хтр=2*П*fc*Ls (58)

Хтр=2*3,14*50*0,47*10-3=0,15 Ом

Определяем сопротивление фазы r, Ом:

r=rтр+2*rпр (59)

r=1,9+2*3,3= 10,4 Ом

Определяем AL и ?, где AL-расчетный параметр, зависящий от угла отсечки и угла

?- запаздывание фазы напряжения во вторичной обмотке относительно первичной:

Из рисунков 2.18-2.20 (см. 2 с.60) определим BL, DL, FL:

BL=1,33, DL=1,9, FL=4,6.

Определяем параметры трансформатора и вентилей, согласно данных таблицы 2.3 (см.

2.с.61)

Напряжение вторичной обмотки трансформатора, В

Е2=U2=BL*U0 (62)

Е2=U2=1,33*15,45=20,54 В

Ток во вторичной обмотке трансформатора, А

I2=0,707*DL*I0 (63)

I2=0,707*1,9*1,05=1,41 А

Ток в первичной обмотке трансформатора ,А

I1=0,707*DL*I0*U2/U1 (64)

I1=0,707*1,9*1,05*20,54/220=0,13 А

S2=0,707*DL* BL*P0 (65)

S2=0,707*1,33*1,9*16,22=29 В*А

S1= S2=29 В*А

Габаритную мощность трансформатора, В*А

Sтр =29 В*А

Выпрямленный ток через диоды Iпр., А

Iпр.=0,5*I0*DL (66)

Iпр.=0,5*1,05*1,9=1 А

1 А< 1,57* Iпр. ср макс =1,1 А

Обратное напряжение на диодах Uобр, В

Uобр=1,41*BL*U0 макс (67)

Uобр=1,41*1,33*15,52=29 В< Uобр. макс.=400 В

Выбранные предварительно диоды пригодны для работы в схеме.

Посчитаем величины U2m и I0к.з. напряжение холостого хода и ток короткого

замыкания:

U2m=U2/ (68)

U2m=20,54/ =14,67 В

I0к.з.=m*U2* /r (69)

I0к.з.=2*20,54*1,4/10,4=5,53 А

Строим внешнюю характеристику выпрямителя, умножая ординаты кривой рис.2.25 (см.

2.с.63) на U2m, абсциссы на I0к.з :

Внешняя характеристика выпрямителя

4.3.4. Определяем максимальное выпрямленное напряжение при максимальном

напряжении сети U0x.x.макс, В:

U0x.x.макс= U2m *(1+амакс) , (70)

U0x.x.макс=14,67*(1+0,005)=14,74 В

4.3.5. Из графика на рисунке 2.21 см. (2.с.62) определим коэффициент H:

H=780

4.3.6. Определим величину емкости С4,мкФ:

С=H/Кп1*r, (71)

где Кп1-коэффициент пульсаций по первой гармонической составляющей см. (2.с.61)

С=780/0,1*10,4=750 мкФ.

4.3.7. Определим амплитуду первой гармоники выпрямленного напряжения U0m1

,В:

U0m1 = U0*H/r*C (72)

U0m1 =15,45*780/10,4*750=1,54 В

Конденсатор выбираем по величинам U0x.x.макс=14,74В, U0m1 =1,54В, выбираем

конденсатор К50-6 1000 мкФ.