5.1.1. Оценка кпд компенсационных стабилизаторов

U_рэ.min1:=4 В, U_рэ.min2:=4 В, U_VД:=1 В, U_вых2:=│ U_вых2│;

U_вх1.min:=U_вых1 + U_рэ.min1+ 2U_VД, U_вх1.min=14,2 B;

U_вх2.min:=U_вых2 + U_рэ.min2+ 2U_VД. U_вх2.min=21,2 B.

,

,

,

,

Здесь:

U_рэ.min - минимальное напряжение коллектор-эмиттер, при котором транзистор находиться в НАР.

U_VD - прямое падение напряжения на диоде.

5.1.2. Габаритная мощность трансформатора

Используем мостовую двухполупериодную схему выпрямления. Положим КПД трансформатора η=0,85.

P_вх1.nom:=U_вх1.nom∙I_н1, P_вх1.nom=47,925 Вт

P_вх2.nom:=U_вх2.nom∙I_н2, P_вх2.nom=35,775 Вт

Р_тр , Р_тр =121,119 Вт

5.1.3. Мощность, рассеиваемая регулирующим транзистором

Ссылаясь на п. 5.3 будем использовать напряжения, которые уже реально набраны на выбранном трансформаторе, при этом мы получим реальную мощность которая выделяется на регулирующем транзисторе.

U_вх1.max:= U_вх1.min (1+ U_{вх1.отн),} U_вх1.max=17,04

U_вх2.max:= U_вх2.min (1+ U_{вх2.отн),} U_вх2.max=25,44

U_{вх1.реал}:=17, U_{вх2.реал}:=25

U_рэ1.max:= U_{вх1.реал}- U_вых1-2U_VД, U_{рэ1.max=6,8 В;}

U_рэ2.max:= U_{вх2.реал}- U_вых2-2U_VД, U_{рэ2.max=7,8 В.}

Р_рэ1.max:=U_рэ1.max∙I_н1, Р_рэ1.max=20,4 Вт;

Р_рэ2.max:=U_рэ2.max∙I_н2, Р_рэ2.max=11,7 Вт;

5.1.4. Расчет абсолютного коэффициента стабилизация схем

, ;

, .

U_вх1:= U_вх1.nom-2U_VД, U_вх1=13,975 В;

U_вх2:= U_вх2.nom-2U_VД, U_вх2=21,85 В;

, ;

, .

5.1.5. Расчет необходимого коэффициента усиления схем усилителей

К_Д:=0,7, К_ПВХ:=1, К_УР:=1

,

,

Здесь:

- К_У- искомый коэффициент усиления

-К_Д- коэффициент передачи датчика, обычно берут в районе 0,7

-К_УР- коэффициент усиления регулирующего элемента (транзистор по схеме ОК, значит К_УР≈1)

-К_ПВХ- коэффициент передачи входного напряжения напрямую

5.2.Расчет элементов электрической принципиальной схемы

5.2.1. Расчет регулирующего элемента

I_брэ1:=50∙10^-3 А, I_брэ2:=50∙10^-3 А

, ;

, .

Используем однотранзисторный стабилизатор. Находим транзистор, удовлетворяющий рассчитанным требованиям (рассеиваемая мощности, статический коэффициент передачи тока базы, ток коллектора, напряжение коллектор-эмиттер). Под рассчитанные параметры для обоих стабилизаторов подходит кремневый транзистор KTS09A.

Его параметры:

Напряжение насыщения коллектор-эмиттер	1,5 В
Статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером	15-50
Обратный ток коллектора не более	10мА
Предельный эксплуатационные данные
Постоянное напряжение коллектор-эмиттер	400В
Постоянное напряжение база-эмиттер	4В
Постоянный ток коллектора	ЗА
Постоянная рассеиваемая мощность с охладителем	40Вт
Тепловое сопротивление переход-корпус	2,5
Температура перехода	423 К = 150 °С
Температура окружающей среды	213К-398К= -60-+125 °С

5.2.2. Расчет внешней цепи управляющего устройства

- Резистивный датчик напряжения (датчик ОС).

Примем данную структуру (номиналы элементов) датчика для обеих схем стабилизации.

R_ВХ3:=120∙10³ Ом

R_ДВН:=0,15∙ R_{ВХ3 ,} R_ДВН=1,8∙10⁴

Given

R15=2∙10⁴ Ом, R16=4∙10⁴ Ом, R17=1,4∙10⁵ Ом.

, А;

, А.

, Вт;

Вт;

Вт;

Вт;

Вт;

Вт.

Значит, в соответствии со стандартным рядом номиналов резисторов и с учетом рассеиваемой мощности на них, получаем следующие:

R11=R17=20 кОм,

R12=R16=39 кОм,

R13=R15=150 кОм. Все с мощностью 0,125 Вт

- Расчет элементов защиты от перегрузок по току

Пусть , тогда получаем:

Ом

Ом

Ом

Ом

Проверяем корректность с учетом теплового тока от микросхемы стабилизатора. Обратный ток в подобных микросхемах не превышает значения 1—5 мкА. Получаем что создаваемое напряжение от теплового тока:

Uтеп1:=R7Ik0max, Uтеп1=8,2х10^-3 В

Uтеп2:=R9Ik0max, Uтеп2=0,015 В

Значит, резисторы выбраны корректно. С учетом этого производим их выбор по мощности.

Т.к. мы имеем эмитерный повторитель, то напряжение на базе надо выставить то же, что и мы хотим получить на эмиттере (в нагрузке) за вычетом падения напряжения на переходе база-эмиттер транзистора. Тогда получаем:

А

А

P6:=R6I_Z1² P6=2,243х10^-3 Вт

P7:=R7I_Z1² P7=0,043 Вт

P9:=R9I_Z2² P9=0,074 Вт

P10:=R10I_Z2² P10=3,901х10^-3 Вт

Из стандартного ряда выбираем:

R6:=82 Ом 0.125 Вт

R7:= 1,6 кОм 0.125 Вт

R9:= 3 кОм 0.125 Вт

R10=160 Ом 0.125 Вт

Это мы провели расчет защиты по току базовой цепи. Теперь рассчитаем выходную цепь.

, R8=0,115 Ом

, R14=0,492 Ом

P8:=R8I_н1² , Р8=1,038 Вт

P14:=R14I_н2², Р14=1,106 Вт

Из стандартного ряда выбираем:

R8:=0,115 Ом Р:=2 Вт

R14:=0,487Ом Р:=2 Вт