1. Выбор структурной схемы ивэп

Элементы ИВЭП выбираются исходя из параметров питающей цепи и требований к выходному напряжению.

Так как в качестве питающей используется сеть переменного тока, то для преобразование его в напряжение меньшего номинала необходимо использовать трансформатор. Для получения на выходе постоянного напряжения нужно использовать выпрямитель, а для сглаживания пульсаций - фильтр.

Напряжение источников входной электроэнергии, от которых питаются ИВЭП, в силу разных причин имеет пределы изменения номинала . Кроме того в процессе работы изменяется ток, потребляемый аппаратурой. Поэтому состав ИВЭП необходимо включить стабилизатор.

Параметрический стабилизатор относится к классу непрерывных, и не обеспечивает необходимой стабильности напряжения.

Непрерывный, последовательный стабилизатор выполняется по структурной схеме, приведенной на рисунке 1. Регулирующий элемент РЭ – транзистор, включен в последовательно с нагрузкой (R_Н). При изменении входного выпрямленного напряжения (U₀) или тока нагрузки в измерительном элементе ИЭ выделяется сигнал рассогласования, который усиливается усилителем У и подается на вход регулирующего элемента РЭ, изменяя его сопротивление так, что выходное напряжение (U_Н) сохраняется постоянным с определенной точностью.

Рис.1. Структурная схема непрерывного последовательного стабилизатора.

Непрерывный параллельный стабилизатор выполняется по структурной схеме, приведенной на рисунке 2. Регулирующий элемент РЭ включен параллельно нагрузке. Выходное напряжение поддерживается постоянным за счет изменения тока, протекающего через РЭ. При увеличении входного напряжения ИЭ выделяет сигнал рассогласования, усилитель У его увеличивает и подает на РЭ. Ток через РЭ увеличивается и увеличивается падение напряжения на R_б на такую величину, что U_Н остается стабильным.

Рис.2. Структурная схема непрерывного параллельного стабилизатора.

Для уменьшения энергетических потерь выберем схему с последовательным включением РЭ (Рис.1), так как она более экономична, чем схема с параллельным включением РЭ. В качестве схемы управления применяется операционный усилитель. В качестве источника эталонного питания – стабилитрон.

2 Расчет транзисторного стабилизатора напряжения с последовательно включенным регулирующего элемента.

2.1 Расчет стабилизатора.

Принципиальная схема стабилизатора приведена на Рис.3.

Тр

Рис.3. Схема стабилизатора.

Тр – составной транзистор

Принимаем минимальное коллекторное напряжение транзистора VТ₁ U_КЭ1min=5 В

Задаемся амплитудой пульсации на входе стабилизатора:

Для обеспечения запаса примем амплитуду пульсаций на входе стабилизатора, равной U_{0 пул} =0.6 В.Определяем минимальное напряжение на входе стабилизатора:

U_0min= U_КЭ1+U_нmax +U_0пул= 25.6 В

Минимальное потребление тока стабилизатором I_{о min} при U_0min, U_нmin и I_нmin слагается из токов, которыми мы задаемся, через выходной делитель R₃ - 5 мА, резистор R₁ - 6 мА, резистор R₂ ориентировочно 5 мА. Полагаем, что транзисторы VТ₂ и VТ₁ кремниевые, для которых I_{КБ 0 max}= 5 мА

I _{0 min} = I_{R1 min}+ I_R2+ I_{R3 min} =0,016 А

Принимаем I _{0 min} = 20 мА.

Максимальное потребление тока от выпрямителя I _0max при U_cmin, I _нmax, U_нmin

I' _{0 max}=I _{н max}+ I _{0 min}= 0.62 А.