Каталог статей

Главная » Все схемы » Теория » Справочные материалы

Выбранная схема!!!


4711
Дополнеие к материалу № 4076

На написание данного поста меня подтолкнул вопрос, заданный в комментариях к ранее опубликованному материалу № 4076 «Двухполярное питание из однополярного + стабилизация. Это просто!!!!»  

1 Борис  
Было бы неплохо привести номиналы компонентов, желательно отечественных, особо интересует двуполярный стабилизатор на 15 вольт

Написав ответ в комментариях, я немного поразмыслив над превратностями судьбы понял, что раз человек задаёт подобный вопрос, то моего краткого ответного коммента для решения его проблемы будет явно не достаточно, а писать целую статью в комментариях это, по крайней мере, не серьёзно.

И так приступим к существу вопроса. Как уже говорилось в статье №  4076 по сути это обыкновенный параметрический стабилизатор с эмиттерным повторителем на транзисторе.

Виртуально разобьем схему на четрые составные части 3 из которых, являются параметрическим стабилизатором, а одна выпрямителем. И по просьбе Бориса, ну и для наглядности наш блок питания будет иметь напряжения до 15 вольт. Ну а ток нагрузки мы с вами примем равным 1 амперу.  

И как настоящие радиоэлектроники начнем,  пожалуй, с конца и рассчитаем сначала стабилизатор.

Стабилизатор

Этот, так называемый параметрический стабилизатор. Состоит он из двух частей:

1 - сам стабилизатор на стабилитроне D с балластным резистором Rб

2 - эмиттерный повторитель на транзисторе VT.

Непосредственно за тем, чтобы напряжение оставалось тем каким нам надо, следит стабилизатор, а эмиттерный повторитель позволяет подключать мощную нагрузку к стабилизатору. Он играет роль как бы усилителя или если угодно - умощителя.

Два основных параметра нашего блока питания - напряжение на выходе и максимальный ток нагрузки. Назовем их:

Uвых - это напряжение

и

Imax - это ток.

Для блока питания, который мы собираемся отгрохать, Uвых = 15 Вольт, а Imax = 1 Ампер.

Сначала нам необходимо определить какое напряжение Uвх мы должны подать на стабилизатор, чтобы на выходе получить необходимое Uвых.

Это напряжение определяется по формуле:

Uвх = Uвых + 3

Откуда взялась цифра 3? Это среднее падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора VT. Таким образом, для работы нашего стабилизатора на его вход мы должны подать не менее 18 вольт.

Транзистор

Определим, какой нам нужен транзистор VT. Для этого нам надо определить, какую мощность он будет рассеивать.

Считаем:

Pmax=1.3(Uвх-Uвых)Imax

Если мы берем Uвых=15 вольтам, то получаем Pmax=1.3*(18-15)*1=3.9 Вт.

Ну вот, теперь лезем в справочник и выбираем себе транзистор.

Помимо только что полученной мощности, надо учесть, что предельное напряжение между эмиттером и коллектором должно быть больше Uвх, а максимальный ток коллектора должен быть больше Imax. Я выбрал КТ817 - вполне приличный транзистор.

Считаем сам стабилизатор.

Сначала определим максимальный ток базы свеже-выбранного транзистора (Борис а ты как думал? в нашем жестоком мире потребляют все - даже базы транзисторов).

Iб max=Imax / h21Э min

h21Э min - это минимальный коэффициент передачи тока транзистора и берется он из справочника Если там указаны пределы этого параметра - что то типа 30…40, то берется самый маленький. Ну, у меня в справочнике написано только одно число - 25, с ним и будем считать, а что еще остается?

 Iб max=1/25=0.04 А (или 40 мА).

Ну давайте будем теперь искать стабилитрон.

Искать его надо по двум параметрам - напряжению стабилизации и току стабилизации.

 Напряжение стабилизации должно быть равно максимальному выходному напряжению блока питания, то есть 15 вольтам, а ток - не менее 40 мА, то есть тому, что мы посчитали. Например Д815Е.

 Теперь посчитаем сопротивление и мощность балластного резистора Rб.

Rб=(Uвх-Uст)/(Iб max+Iст min)

Где;  Uст - напряжение стабилизации стабилитрона,

         Iст min - ток стабилизации стабилитрона.

 Rб = (18-15)/((1.33+5)/1000) = 473Ом - округляем до 470 Ом.

Теперь определим мощность этого резистора

Prб=(Uвх-Uст)*2/Rб.

То есть

Prб=(18-15)*2/470=0,02 Вт.

Собственно и все. Таким образом, из исходных данных - выходного напряжения и тока, мы получили все элементы схемы и входное напряжение, которое должно быть подано на стабилизатор.

Однако не расслабляемся - нас еще ждет выпрямитель. Уж считать так считать, я так считаю (каламбур однако).

Выпрямитель

  Ну, тут все проще и почти на пальцах. Учитывая то, что мы знаем, какое напряжение нам надо подать на стабилизатор - 18 вольт, вычислим напряжение на вторичной обмотке трансформатора. Для этого пойдем, как и в начале - с заднего прохода. Итак, после конденсатора фильтра мы должны иметь напряжение 18 вольт.

 Учитывая то, что конденсатор фильтра увеличивает выпрямленное напряжение в 1,41 раза, получаем, что после выпрямительного моста у нас должно получиться 18/1,41=12,76 вольта округляем до13.

Теперь учтем, что на выпрямительном мосту мы теряем порядка 1,5-2 вольт, следовательно, напряжение на вторичной обмотке должно быть 13+2=15 вольт. Вполне может случится так, что такого трансформатора не найдется, не страшно - в данном случае можно применить трансформатор с напряжением на вторичной обмотке от 14 до 16 вольт.

 Определим емкость конденсатора фильтра.

Cф=3200Iн/UнKн

Где: Iн - максимальный ток нагрузки,

        Uн - напряжение на нагрузке,

        Kн - коэффициент пульсаций.

В нашем случае

       Iн = 1 Ампер,

       Uн=18 вольтам,

       Kн=0,01.

Cф=3200*1/18*0,01=17777.

 Однако, поскольку за выпрямителем идет еще стабилизатор напряжения, мы можем уменьшить расчетную емкость в 5…10 раз. То есть 2000 мкФ будет вполне достаточно.

 Осталось выбрать выпрямительные диоды или диодный мост.

 Для этого нам надо знать два основных параметра - максимальный ток, текущий через один диод и максимальное обратное напряжение, так же через один диод.

Необходимое максимальное обратное напряжение считается так

Uобр max=2Uн, то есть Uобр max=2*17=34 Вольта.

 А максимальный ток, для одного диода должен быть больше или равен току нагрузки блока питания. Ну а для диодных сборок в справочниках указывают общий максимальный ток, который может протекать через эту сборку.

 Ну вот вроде бы и все про выпрямители и параметрические стабилизаторы.

Удачи !!!!



Категория: Справочные материалы | Добавил: Volodya215 (13.04.2012) | Автор: Volodya215
Просмотров: 6397 | Теги: материалу, Дополнеие | Рейтинг: 5.0/22


Всего комментариев: 0

Все ссылки на книги и журналы, представлены на этом сайте, исключительно для ознакомления, авторские права на эти публикации принадлежат авторам книг и издательствам журналов! Подробно тут!
Жалоба

Пожалуйста оставьте свои комментарии !!!!

Имя *:
Email:
Код *:


ElectroTOP - Рейтинг сайтов
Copyright Zloy Soft (Company) © 2008 - 2016