Курсовой проект имеет объем 19 страниц, содержится шесть рисунков, использовано 6 источников. Разработанный стабилизатор постоянного напряжения предназначен для стабильности работы транзисторных и мик (стр. 2 из 3)

насыщение, при котором U_КЭ2 приблизительно равно нулю, и шунтирует эмиттерный переход VT1 в запирающем направлении, поэтому I_Э VT1 не может превышать заданной величины I_З.

В качестве VT2 необходимо выбирать кремниевый транзистор с частотными свойствами не хуже, чем у VT1. элементы RS1 и VT2 могут быть включены в общую шину питания.

Полное запирание РЭ по первому способу защиты можно осуществить, если базу VT1 подключить к общей шине стабилизатора через очень малое сопротивление. При этом в качестве элемента защиты можно использовать тиристор (транзисторный триггер).

3 Расчет принципиальной схемы

3.1 Расчет схемы сравнения и усилителя

3.1.1. Выбор стабилитрона

Для выбора типа стабилитрона, используемого в качестве источника опорного напряжения, найдем величину требуемого опорного напряжения по формуле:

U_ОП = (0,6…0,7) ^.U_{ВЫХ min} ,

U_ОП = 0,7 ^. 3 = 2,1 В.

Тип кремниевого стабилитрона подбираем, имея в виду, что напряжение стабилизации выбра

нного прибора должно соответствовать значению опорного напряжения (U_СТ ~ U_ОП). Параметры стабилитрона КС191С приведены в таблице 1.

Таблица 1 – параметры стабилитрона КС 191С

Uст,В	9,1
ТКН,%/°C	0,005
Iст.мин., мA	3
Iст.макс., мA	20
Rст., Ом	70

Таким образом сопротивление резистора R₂ (I_R2 = I_VD1):

U_{ВЫХ max} – U_СТ 30 – 9,1

R₂ = –—––––––––– = ———— = 6966,666 ~ 6967 Ом.

I_{CT min} 3 ^. 10 ^–3

Из ряда Е24 выбираем номинал 6,8 кОм. Рассеиваемая мощность на R₂ равна:

P_R2 = (U_{ВЫХ max} – U_СТ)² / R₂ = (30 – 9,1)² / 6967 = 0,063 Bт .

3.1.2 Расчет сопротивлений R₃, R₄, R₅

Для расчета задаемся током делителя (обычно I_д = (5…10) мА). Далее находим общее сопротивление выходного делителя:

R_Д=R₃ + R₄ + R₅= U_{ВЫХ max} / I_Д = 30 / 10 ^. 10^-3 = 3000 Ом.

Вычисляем минимальный и максимальный коэффициенты передачи делителя:

α_min = U_{СТ min} / U_{ВЫХ max} = 9,1 / 30 = 0,3,

α_max = U_{СТ max} / U_{ВЫХ min} = 9,1 / 3 = 3.

Сопротивление резистора R₅ равно:

R₅ = α_min^.R_Д = 0,3 ^. 3000 = 900 = 0,9 кОм

Из ряда Е24 выбираем номинал 1 кОм.

Сопротивление резистора R₃ равно:

R₃ = R₅ ^. (1 - α_max) / α_min = 900 ^. (1 – 3) / 0,3 = 6 кОм.

Из ряда Е24 выбираем номинал 6,2 кОм.

Сопротивление переменного резистора R₄ равно:

R₄ = R_Д - R₃ - R₅ = 3000 + 6200 – 900 = 8300 = 8,3 кОм.

Выбираем номинал 8,2 кОм.

Резистор R₄ выбираем типа СП5-39-8,2 кОм ± 10%

3.1.3 Расчет сопротивлений R₇, R₈

R_Д рассчитываем аналогично резисторам R₃, R₄, R₅:

R_Д = R₇ + R₈ = U_{ВЫХ max} / I_Д = 30 / 10 ^. 10^-3 = 3000 Ом,

R₇ = R₈ = R_Д / 2 = 3000 / 2 = 1500 = 1,5 кОм.

Из ряда Е24 выбираем номинал 1,5 кОм.

3.1.4 Расчет ОУ

Критериями выбора ОУ являютс

я: синфазное напряжение U_СФ, равное U_СТ, входное напряжение U_ВХ, скорость нарастания выходного напряжения ОУ V_UВЫХ. Для снижения динамических потерь в РЭ необходимо, чтобы фронт и срез выходных импульсов ОУ не превышал

1-2 мкс. Ориентировочно необходимую величину V_Uвых можно определить по формуле:

U_ВХ 36

V_UВЫХ ³ ––––– ³ ——— ³ 13 - 36 В/мкс

t_ф 1 - 2

Указанным требованиям удовлетворят ОУ типа КР554УД2А. Параметры ОУ КТ315А приведены в таблице 2.

Таблица 2 – параметры ОУ типа КР554УД2А

КU	20000
±UПИТ, В	15
IПОТР, мA	7
±UВЫХ, В	±10
UСФ, В	10
VUВЫХ, В/мкс	20
RН, кОм	2
RВХ, Мом	10

Резистор R0 выбираем в расчете, что у обоих ОУ ±U_ПИТ = 15в, а I_ПОТР=7 мA, таким образом

R0=(39-15)/(2*0.007)=1714,29

Из ряда Е24 выбираем номинал 1,8 кОм.

Ограничение выходного тока ОУ DA1 осуществляется резистором

R₁, который не должен превышать 5 миллиампер.

ОУ DA2 выбираем такой же как DA1, следовательно, ток на резис

торе R₆ также не должен превышать 5 миллиампер.

3.2 Расчет регулирующего элемента

Согласно заданию выходной ток один ампер, т.е. ток I_Э =1 А. Ток базы VT1 равен току резистора R₁:

I_Б = 5 мА.

Ток коллектора транзистора VT1 равен:

I_К = I_Э - I_Б = 1 – 5 ^. 10^-3 = 0,995.

Тогда коэффициент усиления по току РЭ и УМ равен:

К_I ≥ I_К / I_Э= 0,995 / 1 = 0,995.

В качестве РЭ необходим транзистор с допустимым напряжением коллектор-эмиттер:

U_КЭ.ДОП.≥ 1,5·U_ВХ ,

U_КЭ.ДОП.≥ 1,5 · 36 = 54 В.

Выберем транзистор VT1 КТ630Е. Параметры транзистора КТ630Е приведены в таблице 3.

Таблица 3 – параметры транзистора КТ630Е

Марка транзистора	КТ630Е
Тип транзистора	N-P-N
Iнmax, А	1
Доп. напряжение коллектор-эмиттер, Uк мах , В	60
Рассеиваемая мощность коллектора, Pмах , Вт	0,8
Минимальный коэф. передачи тока базы, h21Э min	160

Сопротивление резистора R₁ рассчитаем по формуле:

R₁ = (U_{ВЫХ.ОУmax} – U_БЭНАС ) / I_R5,

где I_R1 = 5·10^-3 А;

R₁ = (24– 0,85) / 5 · 10^–3 = 4,63 · 10³ Ом.

Из ряда Е24 выбираем номинал 4,7 кОм.

Мощность, рассеиваемая на резисторе R₁, равна:

P_R1 = I_R1²·R₁ = (5 ·10^-3)² · 4,7 · 10³ = 1,17 ^. 10^-3 Вт.

Подобно VT1 выбираем транзи

стор VT3. Параметры транзистора КТ933Б приведены в таблице 4.

Таблица 4 – параметры транзистора КТ933Б

Марка транзистора	КТ933Б
Тип транзистора	P-N-Р
Iнmax, А	0,5
Доп. напряжение коллектор-эмиттер, Uк мах , В	60
Рассеиваемая мощность коллектора, Pмах , Вт	50

Резистор R₆ выбираем такой же как R₁.

3.3 Расчет защиты от перегрузок по току и КЗ в нагрузке

Расчет регулирующего транзистора и резистора

Зададим значение I_з = 50 мA, а U_ПОР = 50 В.

I_з =U_ПОР / RS1,

RS1 = U_ПОР / I_з = 50 / 50 ^. 10^-3 = 1 кОм.

Выбираем транзисторVT2 тип

а КТ608Б. Параметры транзистора КТ608Б приведены в таблице 5.

Таблица 5 – параметры транзистора КТ608Б

Марка транзистора	КТ608Б
Тип транзистора	N-Р-N
Iнmax, А	0,8
Доп. напряжение коллектор-эмиттер, Uк мах , В	60
Рассеиваемая мощность коллектора, Pмах , Вт	0,5

Подобно VT2 выбираем транзистор VT4. Параметры транзистора КТ620А приведены в таблице 6.

Таблица 6 – параметры транзистора КТ620А

Марка транзистора	КТ620А
Тип транзистора	Р-N-Р
Iнmax, А	0,5
Доп. напряжение коллектор-эмиттер, Uк мах , В	50
Рассеиваемая мощность коллектора, Pмах , Вт	0,2

Резистор RS2 выбираем такой же как RS1.

3.4 Расчет параметров стабилизации

3.4.1 Рассчитываем коэффициент стабилизации рассчитанного стабилизатора напряжения, а также величину пульсаций на выходе:

К_СТ = (U_H * K) / U_BX =(30 * 20000) / 36 = 16666,7

Рассчитываем коэффициент пульсаций:

∆U_ВЫХ = ∆U_ВХ / К = 36 / 20000 = 0,0018