Курсовой проект имеет объем 23 страницы, содержится шесть рисунков, использовано 7 источников. Разработанный стабилизатор постоянного напряжения предназначен для использования в трехфазных низковольтн (стр. 2 из 3)
h11Э2 = 300 Ом, m2 = 600.
Рассчитываем ток базы VT2:
Находим сопротивление резистора R3:
Выбираем ближайший по стандарту номинал с учетом рассеиваемой на резисторе мощности:
В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МЛТ- 0,125 33 кОм ±5%.
3.1.4 Рассчитываем основные параметры составного транзистора.
Входное сопротивление транзистора:
h11Эск =h11Э2+h11Э3 h21Э2min= 300 + 33×60 =2280Ом.
Коэффициент передачи напряжения транзистора:
Выходное сопротивление транзистора:
3.2 Расчет схемы сравнения и усилителя
3.2.1 Источником опорного напряжения берем параметрический стабилизатор напряжения на кремневом стабилитроне VD2 из расчета:
UVD2 = Uвых – 3 = 12 – 3 = 9В.
Выбираем из справочника стабилитрон КС191Б.
Таблица 3 – параметры стабилитрона КС191Б
| Параметр | КС191Б |
| Напряжение стабилизации Uст, В | 9,1 |
| Средний ток стабилизации I VD2 , А | 5´10-3 |
| Дифференциальное сопротивление стабилитрона rVD2, Ом | 18 |
Вычисляем сопротивление резистора R4, задавши средний ток стабилитрона (I R4 = I VD2):
Мощность, рассеиваемая на резисторе R4, равняется:
В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МЛТ- 0,125 560 Ом ±5%.
3.2.2 Определяем начальные данные для выбора транзистора VT4. Рассчитываем напряжение коллектор-эмиттер транзистора:
Uк4max = Uн – UVD2 = 12 – 9,1 = 2,9В.
Задаем ток коллектора VT4 меньшим нежили средний стабилитронаVD2:
IК4 = 4×10-3А.
Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора VT4:
Р2 = Iк4×Uк4 max = 4 10-3 ×2,9 = 11,6×10-3Вт.
По полученным значениям Uк4max, Iк4, Р4 выбираем тип транзистора
Таблица 4 – параметры транзистора КТ312В
| Марка транзистора | КТ312В |
| Тип транзистора | N-P-N |
| Допустимый ток коллектора, Iк мах , А | 0,3 |
| Доп. напряжение коллектор-эмиттер, Uк мах , В | 35 |
| Рассеиваемая мощность коллектора, Pмах , Вт | 0,225 |
| Минимальный коэф. передачи тока базы, h21Э3 min | 25 |
По статическим ВАХ выбранного транзистора согласно формулам (1), (2) находим:
h11Э4 = 1×103 Ом, m4 = 1000.
Рассчитываем ток базы VT4
3.2.3 Ток последовательно соединенных резисторов R5, R6 берем равным 10Iб4 и находим сопротивления резисторов:
Iдел = 10×Iб4 = 10×1,6×10-4 = 1,6×10-3 А,
В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор R5 типа МЛТ- 0,125 6,2 кОм ±5%, резистор R6 типа МЛТ- 0,125 1,3 кОм ±5%.
3.3 Расчет токостабилизирующего двухполюсника
3.3.1 Рабочее напряжение стабилитрона VD1 определяем из соотношения:
UVD1 = 0,1×Uвх max = 0,1×18,5 = 1,85В.
Выбираем стабилитрон КС119А
Таблица 5 – параметры стабилитрона КС119А
| Параметр | КС119А |
| Напряжение стабилизации Uст, В | 1,9 |
| Средний ток стабилизации I VD1 , А | 10´10-3 |
| Дифференциальное сопротивление стабилитрона rVD1, Ом | 15 |
Вычисляем сопротивление резистора R1, задавши средний ток стабилитрона (IR1 = IVD1):
Мощность, рассеиваемая на резисторе R1, равняется
R1 = 0,9×Uвх max × IR1= 0,9×18,5×10×10-3 = 0,1665Вт.
В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МЛТ- 0,25 1,8 кОм ±5%.
3.3.2 Определяем начальные данные для выбора транзистора VT1. Рассчитываем ток коллектора транзистора VT1:
Iк1 = Iк4 + Iб2 = 4×10-3 + 1,33×10-3 =5,33×10-3 А.
Находим напряжение коллектор-эмиттер VT1:
Uк1max = Uвх max - UR2 + Uк4max - UVD2 = 18,5 –1,1 + 3 – 9,1 = 11,4В,
где UR2 = UVD1 - Uбэ1 – падение напряжения на резисторе R2.
Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзисторa VT1:
Р1 = Uк1max ×Iк1 = 11,4×5,33×10-3 = 6,08×10-3Вт.
По полученным значениям Uкmax, Iк, Р1 выбираем тип транзистора и выписываем его параметры:
Таблица 6 – параметры транзистора КТ313Б
| Марка транзистора | КТ313Б |
| Тип транзистора | Р-N-P |
| Допустимый ток коллектора, Iк мах , А | 0,35 |
| Доп. напряжение коллектор-эмиттер, Uк мах , В | 60 |
| Рассеиваемая мощность коллектора, Pмах , Вт | 0,3 |
| Минимальный коэф. передачи тока базы, h21Э3 min | 80 |
Рассчитываем сопротивление резистора R2:
РR2 = UR2×IК1 = 1,1×5,3×10-3 = 5,83×10-3Вт.
В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МЛТ - 0,125 - 200 Ом ±5%.
3.3.3 Рассчитываем входное сопротивление источника стабильного тока:
3.4 Расчет параметров стабилизации
3.4.1 Рассчитываем параметры усилителя обратной связи.
Сопротивление нагрузки усилителя:
Коэффициент усиления напряжения усилителя:
3.4.2 Рассчитываем коэффициент стабилизации рассчитанного стабилизатора напряжения, а также величину пульсаций на выходе:
Рассчитываем коэффициент пульсаций:
Выходное сопротивление компенсационного стабилизатора будет
3.4.3 Проверяем соответствие рассчитанных параметров заданным условиям:
Кст = 1818 > Кст.зад = 1000,
Кп = 9×10-3% < Кп.зад = 100×10-3%.
Полученные параметры удовлетворяют заданным условиям.
3.5 Расчет КПД стабилизатора
3.5.1 Определяем номинальное и минимальное значения КПД:
3.6 Расчет выпрямителя
3.6.1 Рассчитываем параметры фильтра. Выходные параметры UП=UВХСТАБ = 16,8В, UСП = 0,1В.
Выпрямленное напряжение при максимально допустимой нагрузке определяется по формуле:
UП=1,41×UС,
Из полученных в расчетах стабилизатора данных для входного напряжения получим:
Находим емкость конденсатора фильтра:
где PH=IH ×UП = 2×16,8 = 33,6Вт, fC – частота пульсаций выпрямленного напряжения, m – количество фаз выпрямления, UСП – амплитуда пульсаций выходного напряжения, UCMIN – минимальное напряжение сети.