1.1 Электрическая функциональная схема блока питания.
Схема включает следующие блоки:
А1-силовой трансформатор;
А2,А6-выпрямители с фильтрами;
А3,А7-регулирующие транзисторы;
А4,А8-усилители постоянного тока (См. приложение 1);
А5,А9-датчики обратной связи, совмещающие функции
датчиков выходного напряжения.
2.Оценка кпд компенсационных стабилизаторов и габаритной мощности силового трансформатора.
2.1. Кпд компенсационных стабилизаторов.
Рассчитывается минимальное значение входного напряжения схемы:
где Uрэ min -минимальная разность потенциалов между коллектором и эмиттером регулирующего транзистора, обеспечивающая его работу в нормальном активном режиме, Uд - падение напряжения на диоде выпрямителя.
Для кремниевых транзисторов величина Uрэ min не превышает 4В, а в кремниевых выпрямительных диодах малой и средней мощности прямое падение напряжения не превышает 1В.
Рассчитывается номинальное значение входного напряжения схемы:
Первоначально оценивается КПД схем компенсационных стабилизаторов последовательного типа. Расчет КПД проводим с учетом потерь на диодах выпрямителя:
2.2. Габаритная мощность.
Рассчитывается габаритная мощность силового трансформатора.
Задаемся КПД трансформатора порядка 85%:
2.3. Рассчитывается мощность, рассеиваемая регулирующими транзисторами.
Рассчитывается максимальное входное напряжение подаваемое на вход стабилизатора:
Рассчитывается максимальное падение напряжения на регулирующих элементах:
Рассчитывается максимальная мощность рассеиваемая на регулирующих элементах:
2.4.Расчет абсолютного коэффициента стабилизации схем.
Определяется величина входного напряжения:
Определяется относительный коэффициент стабилизации каналов:
Абсолютный коэффициент стабилизации:
2.5.Расчет необходимого коэффициента усиления схем усилителей.
Поскольку датчики А5, А9 используются для коррекции выходного
напряжения стабилизаторов, то их коэффициенты передачи могут изменяться
в пределах 0,7-0,9.
Задаётся минимальное значение этого коэффициента 0,7.
Простейшие схемы компенсационных стабилизаторов имеют Kпвх,
незначительно отличающийся от единицы. Принимается 1.
Коэффициент усиления регулирующего элемента, который в большинстве случаев включается по схеме ОК, также близок к единице. Принимается 1.
При расчете зададимся:
Расчет необходимого коэффициента усиления схем усилителей проводится по формуле для определения коэффициента стабилизации:
где Kу - искомый коэффициент усиления УПТ; Kд -коэффициент передачи датчика выходного напряжения,
совмещающего функции корректора Uвых;
Kур -коэффициент усиления по напряжению регулирующего
элемента; Kп вх -коэффициент передачи входного напряжения напрямую через регулирующий элемент.
Получены все данные для выбора и расчета элементов электрической принципиальной схемы стабилизаторов. Целесообразно начать расчет схемы с большим
значением Kу.