4.3. Расчет статического режима принципиальной схемы

Расчёт статического режима принципиальной схемы заключается в определении потенциалов всех узлов и токов всех ветвей. Потенциалы узлов приведены на схеме приложения 2.

При расчете потенциалов будем полагать:

U_ЭБ ≈ 0,6 В для всех транзисторов

U_Д ≈ 0,6 В для диодов в прямом направлении

U_ЭБ = 0.6 В

U_ЭБ = 0.6 В

+

–

+

–

В схеме стабилизатора известны базовые потенциалы:

1) U_ВХ =( U_вх.мин+ U_{вх.макс})/2 = 10,25 В

2) U_ВЫХ = 5 В

3) U_О.Ш. = 0 В

4) U_Б.VT2 = U_VD1 ≈ 6.3 В

5) U_ОП = U_{Б. VT11} ≈ 1.2 В

Исходя из базовых потенциалов, можно определить любой другой потенциал схемы.

1. U_{К. VT2} = U_BX – U_{ЭБ 5} = 9,65 В

2. U_К.VT11 = U_BЫX – U_{ЭБ 9} = 5-0,6 =4,4 В

3. U_Б.VT3 = U_VD1 – U_{ЭБ VT2} – U_{ЭБ VT3} = 6,3-0,6-0,6=5,1 В

4. U_R6 = 0, т.к. постоянный ток через конденсатор, подключенный последовательно с R6, не течет

5. U_Б.VT12 = U_ОП – U_{ЭБ VT11} + U_{ЭБ VT12} = 1,2-0,6+0,6=1,2 В

6. U_К.VT9 = U_ВЫХ + U_{ЭБ VT21} + U_{ЭБ VT23} + U_{ЭБ VT22} -U_{ЭБ VT6} -U_{ЭБ VT8} = 15+0,6+0,6+0,6-0,6-0,6=15,6 В

7. U_К.VT10 = U_ВЫХ + U_{ЭБ VT21} +U_{ЭБ VT23} +U_{ЭБ VT22} - U_{ЭБ VT16} - U_{ЭБ VT5} = 15+0,6+0,6+0,6-0,6-0,6=15,6 В

8. U_R9 = U_{ЭБ VT17} – U_{ЭБ 18} = 0 (абсурд, возникший вследствие предположения U_ЭБ = 0,6 для всех транзисторов)

9. Рабочая точка VT3 должна быть в зоне нечувствительности, поэтому U_ЭБ.VT3 = 0,4..0,5 В

на самом деле U_ЭБ.VT3 = U_R2 транзистора цепи тепловой защиты, задаемся 0,4..0,5 В, а не 0,6 В, поскольку хотим, чтобы при нормальной температуре 20°С транзистор VT3 был обесточен (рабочая точка в зоне нечувствительности), поэтому реально U_Б.VT3 = 5,2..5,3 В.

Определение токов ветвей.

1. Токи через резисторы определяются через потенциалы узлов:

I_R=│U_а-U_б│/R ;

2. токи в ИОН определены в п. 3.2.2.

I_R7=0,6 мА,

I_R8=I_R9=0,06 мА,

I_R10=1,4 мА,

I_R11=0,3 мА;

4. токи в ДУ определены в п.3.2.3.

I_э1= I_э5=1,8 мА,

I_э6=I_э9=I_э11=I_э7=I_э10=I_э12=I_э14=I_э15=I_э8=0,3 мА,

I_э13=I_э16=0,6 мА;

5. токи в РЭ определяются следующим образом:

I_э23≈ I_R15≈ I_н.макс=1 А;

I_б23≈ мА;

I_R14≈мА;

I_э22≈ I_б23+ I_R14=60+2,4=62,4 мА;

I_б22≈ мА;

I_э16=0,6 - I_б22 = 0,6-0,624=-0,024 мА _.

Заключение

В результате проектирования получили ИСН, который стабилизирует постоянное напряжение на выходе при изменении в широких пределах постоянного напряжения на входе и тока нагрузки.

Для этого последовательно выбирали функциональную схему ИСН, РЭ, ИОН, ДУ и т.д., а также разрабатывали цепи коррекции, токовой и тепловой защиты.

21