Стабилизатор напряжения

 

       Схема состоит из регулирующего элемента, источника опорного напряжения и усилителя обратной связи. Роль регулирующего  элемента играет комплиментарный транзистор (состоит из 2х транзисторов VT2 и VT3). Источник опорного напряжения –VD1R1,R2VT1. Усилитель обратной связи – R4VD2VT4, R5R6R7.  

       2.2.2 Расчет параметров схемы последовательного стабилизатора напряжения 

       Расчет  параметров схемы стабилизатора  напряжения будем проводить в  несколько этапов [4].

       1.Выбираем  тип регулирующего транзистора  из условий

        

        ,

        ,

        .

       Этим  условиям удовлетворяет транзистор типа KT9008A с параметрами , , , [5].

       2. Рассмотрим возможность получения  заданных параметров схемы при  использовании в качестве усилительного  элемента операционного усилителя.

       Из  условий 

 

где , – предельные значения выходных напряжения и тока операционного усилителя.

       Выбираем  операционный усилитель типа K157УД, для которого , .

       Если  условие (5) не выполняется, то в качестве усилительного элемента следует  использовать транзистор. При невыполнении условия (6) в качестве регулирующего элемента используют составной транзистор. Тогда 

        ,

где  –коэффициенты усиления по току отдельных транзисторов. 

       3.Для  создания опорного напряжения  , , .

       4. Определяем сопротивление балластного  резистора R_б, полагая, что  

        .

       5. Для расчета сопротивлений резисторов  предположим, что движок в потенциометре R₂ стоит в крайнем верхнем положении. Тогда выходное напряжение стабилизатора имеет заданное по условию минимальное значение. При крайнем нижнем положении движка выходное напряжение максимально. В первом случае 

 

       Во  втором случае

 

Полагая , из системы уравнений (7) и (8) находим , .

       Определим коэффициент стабилизации схемы, применив общую формулу 

. 

Так как  – внутреннее сопротивление регулирующего транзистора, , , то 

,  

где К_ОУ – коэффициент усиления ОУ без обратной связи.

 

        Заключение 

       В результате выполнения курсовой работы поставленная цель была достигнута – был рассчитан последовательный стабилизатор напряжения. Решены следующие частные задачи.

1. Проведен обзор основных параметров стабилизаторов напряжения.
2. Рассмотрены виды стабилизаторов напряжения (параметрические и компенсационные).
3. Сформулированы требования к проектируемой схеме.
4. Спроектирована схема последовательного стабилизатора напряжения.
5. Проведен расчет параметров схемы последовательного стабилизатора напряжения.
6. Разработана печатная плата устройства.

       Рассчитанная  схема стабилизатора последовательного  типа удовлетворяет следующим параметрам:

• коэффициент стабилизации Кст более 1000;
• относительное изменение входного напряжения ∆U вх = ± 2 В;
• входное напряжение U вх = 12 В;
• минимальное напряжение на нагрузке U нмин = 4 В;
• максимальное напряжение на нагрузке U нмах = 6 В;
• максимальный ток на нагрузке Iнмах = 2А.

 

 

        Список использованных источников 

       

1. Источники питания– Стабилизаторы напряжения [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.naf-st.ru/articles/ip/stn/.
2. Электроника и микропроцессорная техника: курс лекций [Текст]/ В.Н. Хмелёв, А.В. Шалунов, Е.В. Сыпин;  Алт. гос. техн. ун-т, БТИ.–Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2008 – 309с.
3. Стабилизаторы напряжения [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.stabils.ru/sitemap.html.
4. Расчет электронных схем. Примеры и задачи: Учеб. пособие для вузов [Текст]/Изъюрова Г.И.и др. – М: Высшая школа, 1987. – 335с.
5. Транзисторы. Справочник [Текст]/О. П. Григорьев и др. – М: Радио и связь, 1989 – 272с.