Москатов Е.А. Источники питания (2011) (1096749), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Активный фильтр уже был представлен на простейшей схеме, показанной на рис. 4.3. Перечислим исходные данные для вычислений: ° Ь| ~б — значение Ь ~ ~б транзистора, Ом; ° 1тг~э — значение Ьг~э транзистора ЧТ1, Ом; ° Ьггэ — значение Ьггэ транзистора, Ом (параметры Ь| ~б, Ьг~э и Ьггэ находят по типовым характеристикам транзистора, приведенным в справочнике); ° 13-вх — амплитуда пульсации первой гармоники на входе фильтра, В; ° 13-вых — амплитуда пульсации первой гармоники на выходе фильтра, В; ° 13нас — минимальное напряжение коллектор-эмиттер транзистора, В; ° 13н — напряжение на выходе фильтра, В; 110 Сглаживающие фильтры ° )н — номинальный ток нагрузки, А; ° Токр — максимальная температура окружающей среды, 'С; ° Тп — максимальная температура перехода транзистора, 'С; ° Кпс — тепловое сопротивление переход-окружающая среда, 'С / Вт; ° Ккр — тепловое сопротивление корпус транзистора-радиатор, 'С / Вт; ° Кпк — тепловое сопротивление переход-корпус транзистора, 'С / Вт; ° Кт — коэффициент теплопроводности материала охладителя, Вт / ( С см ); ' à — частота пульсации напряжения, Гц; ° т — число фаз источника питания фильтра.
Теперь приведем расчетные формулы. Запишем заданный коэффициент сглаживания, единиц: О = !)-вх / !)-вых. Определим напряжение на входе фильтра с учетом пульсации напряжения, В: !)вх = 1)н + !) нас + 1)-вх. Найдем допустимое напряжение коллектор-эмиттер транзистора, которое он должен с запасом выдерживать, В: !)кэ.ном = !)вх е 1)-вх. Вычислим максимальную мощность, которую допустимо рассеивать на коллекторе транзистора, не установленного на охладитель, Вт: Рк.макс = (Тп — Токр) / Кпс. Рассчитаем мощность, рассеиваемую коллектором транзистора, Вт: Рк = (!)вх — !)н) 1н.
Если рассеиваемая коллектором мощность Рк меньше мощности, которую способен рассеять транзистор без охладителя Рк.макс, то транзистор не требуется закреплять на охладителе. В противном случае транзистор необходимо закрепить на радиаторе, плошадь охламгдающей поверхности которого, выраженную в квадратных сантиметрах, следует рассчитать по формуле: бр = Рк/11гт (Тп — Токр — (Рк (Кпк+ Ккр)))).
Если максимальная температура перехода Тп оказалась меньше либо равна Токр — (Рк (Кпк + Ккр)), то следует применить другую марку транзистора с более высокой максимальной температурой перехода или же скорректировать исходные данные, уменьшив максимальную температуру окружающей средьь Можно также уменьшить тепловое сопротивление переход-корпус транзистора или тепловое сопротивление корпус транзистора-радиатор. Это можно достигнуть лучшей притиркой транзистора к охладителю, применением теплопроводящей пасты и плотным прижатием транзистора к радиатору. Определим ток базы транзистора НТ! 1103, с.
76], мА: 1б = !и. 10 /Ьпэ. Найдем сопротивление резистора Кб сглаживающей КС-цепи, подключенного к базе транзистора, кОм: Кб = (!/вх — !)и — !)нас) / 1б. Рассчитаем емкость конденсатора Сб сглаживающей КС-цепи при условии, что число фаз равно единице [б, с. 951, мкФ: 4д. Аьтивный транзисторный фильтр ! ! ! Сб=О 10'/т к Г. Кб. Вычислим величину сопротивления !т11э транзистора !6, с. 95], Ом: 1т~ ~э = Ь! ~б (1 + !тпэ). Определим уточненный коэффициент сглаживания фильтра с рассчитанными номиналами компонентов КС-цепи [6, с.
95], единиц: !)н 0 1-)вх + Ь1!э Ь22э 12 тп п.Г Кб Сб 1О 2 1 3!2 1+ Ь21э где сопротивление резистора Кб выражено в килоомах, а емкость конденсатора Сб дана в микрофарадах. Если уточненный коэффициент сглаживания фильтра оказался меньше, чем заданный, то необходимо использовать транзистор с лучшей проводимостью, т,е. с меньшим значением !тпэ. Рассчитаем выходное динамическое сопротивление фильтра !6, с. 96], Ом: Вдин = Поскольку потребляемый активным фильтром ток практически равен току нагрузки, КПД фильтра можно найти по формуле !! 03, с.
74],%: т1 = (Бн / 1)вх) 100. Расчет активных транзисторных фильтров можно ускорить, используя авторскую специализированную программу "Ас!!те 61!ег". Размер дистрибугива программы составляет 767 Кбайт. Программа распространяется по лицензии "т!опа!!опттаге" и предназначена для работы в операционных системах М1сгозой 'тт'1пт!отта~ 98 Зесопт! Ес!1!!оп, М!!!епп!шп, 2000, ХР и и'!з|а. Загрузить новую версию программы, исходные тексты и справку по программе можно со страницы !тсср: //шоэкасоо. лагос!.
тоИссз ое йз1сег. !тсйт1. ГЛАВА Стабилизаторы напряжения и тока 6.1. Основные понятия Поддержание какого-либо параметра неизменным называется стабилизавией. Процесс стабилизации осуществляют специальные устройства, называемые стабилизаторами. Схемотехнически стабилизаторы могут сильно отличаться друг от друга. Их именуют по называнию величины, которую они поддерживают постоянной.
Так, например, стабилизатор напряжения стабилизирует напряжение, стабилизатор тока — ток, а стабилизатор частоты — частоту. В источниках питания применяют стабилизаторы напряжения и тока. В качестве основного параметра стабилизаторов напряжения выступает коэффициент стабилизации напряжения, который можно найти по формуле: М1вх 1.1вых Кот = М1в х и где М1вх — приращение входного напряжения, В; 1.1вых — выходное напряжение, В; 11вх — входное напряжение стабилизатора, В; ~й/вых — приращение выходного напряжения, В. Другим важным параметром стабилизаторов напряжения является выходное динамическое сопротивление, выражаемое в омах; гдин = М1вых/ Л!вых, где Л! вых — приращение тока, протекающего через нагрузку, А.
5.2. Параметрические стабилизаторы напряжения и тока 6.2.1. Параметрический стабилизатор напряжения Для создания параметрических стабилизаторов напряжения широко используют стабилитроны и стабисторы. Стабилитроны применяют в обратном включении при напряжении пробоя от нескольких вольт и выше, а стабисторы — в прямом включении при напряжении до нескольких вольт. Простейшим параметрическим стабилизатором является цепь последовательного соединения токоограничивающего резистора и стабилитрона. Принципиальная схема параметрического стабилизатора напряжения показана на рис.
5.1. Выходное напряжение параметрического стабилизатора напряжения равно напряжению пробоя стабилитрона. Если выходное напряжение нас не устраивает, то для того, чтобы его изменить, требуется применить другой стабилитрон. Параметрические стабилизаторы напряжения имеют низкий КПД, и их используют при мощности нагрузки вплоть до нескольких вап. Если требуется получить большой 5.2 Параметрические стабилизаторы напряккения и тока 113 коэффициент стабилизации, включают два или три параметрических стабилизатора последовательно. Большее число каскадов использовать не рационально. [хг 'т/01 1хн 1.1стаб Рнс.
$/К Параметрический стабилизатор напрякения Коэффициент стабилизации напряжения рассматриваемого устройства можно найти по формуле [181, с. 1101: Устаб Кг Кст = [7вх гднн где 1lстаб — падение напряжения на стабнлитроне, постоянное выходное напряжение стабилизатора, В; 1Звх — постоянное входное напряжение, В; Кг — сопротивление балластного резистора (см.
рис. 5.! ); гдин — динамическое сопротивление используемого стабилитрона, Ом. Достоинства параметрических стабилизаторов напряжения: простота реализации, малая масса и габариты, надежность устройства. Недостатки: отсутствие возможности плавной регулировки выходного напряжения и низкая точность выходного напряжения, связанная с технологическим разбросом напряжения пробоя стабилитронов. Расчет параметрических стабилизаторов на полупроводниковых и газоразрядных стабилитронах можно выполнить согласно методикам нз статей [196! и [1371. Для ускорения вычислений можно воспользоваться авторской специализированной программой "Рагаве1пс з!аЬ!1!2ег" [137].
Ее дистрибутив составляет 782 Кбайт. Программа распространяется по лицензии "допа6опткаге" и предназначена для работы в операционных системах М!сгозой %!пдочкз~ 98 Бесопт! Ет!!акоп, М!Пепшвш, 2000, ХР и Ч!зга. Загрузить новую версию программы, исходные тексты и справку можно со страницы ьггр: //жоэкагоч. лагос!.
ги/Рагапегг1с эгаь11ггег. ьгпт1. 6.2.2. Параметрический стабилизатор тока Для организации параметрических стабилизаторов тока часто применяют полевые транзисторы. Простейший параметрический стабилизатор тока можно выполнить всего на одном полевом транзисторе, соединив затвор с истоком. При этом ток стока довольно стабилен и почти не меняется при флюктуации напряжения сток- исток полевого транзистора. Поскольку параметры полевых транзисторов от экземпляра к экземпляру даже в пределах серии неодинаковы, заранее знать величину тока стабилизации не представляется возможным.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
