Изъюрова Г.И. Расчёт электронных схем. Примеры и задачи (1987) (1142057), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Конденсаторы Со Сх устраняют самовозбуждение стабилизатора, н их подбирают при использовании стабилизатора на практике. Выходное напряжение можно регулировать с помощью внешних сопротивлений, подключаемых к выводу 14. Стабилизаторы отрицательного напряжения этой же серии отличаются от стабилизаторов положительного напряжения другим типом злектропроводносги транзисторов.
На рис. 13.6 приведена основная схема включения стабилизатора типа 275ЕН7А, позволяющая стабилизировать отрицательное выходное напряжение -6 В. Основная схема включения полупроводникового стабилизатора типа 142ЕН1Б приведена на рис. 13.7. Внешний резистор й, включен в цепь защиты схемы от короткого замыкания нагрузки. Конденсатор С, определяет время восстановления номинального режима при импульсном изменении нагрузки и вход- ного напряжения. Емкость конденсатора С, составляет в реальных схемах примерно 10х пФ. Конденсатор Сз позволяет уменьшить выброс выходного напряжения при импульсном изменении нагрузки и входного напряжения. ПРИМЕРЫ 13.1. Рассчитать компенсационный стабилизатор напряжения последовательного типа (см. рис.
13.2, 6), удовлетворяющий следуюшмм условиям: входное напряжение У,„= — 24 В„нестабильность входного напряжения ЬУ„= +2 В, максимальный ток нагрузки Хв„,„1,5 А, коэффициент стабилизации К„> 10', иапрюкение источника питания базовой цепи регулирующего транзистора Ее = -30 В. Предусмотреть плавную регулировку выходного напряжения в пределах от~ гт12 до': 16 Щ Фж Решение 1. Определим максимальное напряжение коллектор— эьпптер регулирующего транзистора Т,: 1~взхшах = 17в» + 'И7вх — Унмп 1'вещах — Унм. = — 14 В. 2. Определим максимальную мощность, рассеиваемую на транзисторе Т,: Р„, =У в 1„=21 Вт.
3. По данным расчета и. 1 и 2 выбираем транзистор Т„ для которого Пкхвпвп ~ Пкпвхвхн ук! 1нпнх ~ 1хввхв Рм пах ( Р пхппвп. Этим условиям удовлетворяет транзистор типа П216В с параметрами: Укп,„пвп = — 35 В, 1 = 7,5 А, Р„,„ =24 Вт, ~3(30, гх,=б кОм. 4. Для создания опорного напряжения У„, выберем стабили- трон типа ДЗМА с параметрами У = У„= — 8 В, йх = б Ом, У„~„= 20 мА. 5.
Определим максимальное напряжение коллектор — эмит- тер усилительного транзистора Тз. и„„=1~„— С.,= -й В., 6, Исходч из условия 1х' з < У„„выбираем в качестве усилительного элемента транзистор типа П416 с достаточно высоким коэффициентом усиления по току рз = 90аь250. 7. Полагая, что Хгя 1п = 10 мА ( Тм „, найдем сопротив- ление балластного резистора: Ке = "'д '" = О,б кОм, ! 17„— 1),„! Хее.лем Хэ2 и ~л +~л 14 В 2 8. Учитывая, что Еке = 1а + 1а* 1ы = 1л „Х(рз + 1) яе 48 мА, определим сопротивление К = !~ ~" )=240 О Хы +Ха обеспечивающее нормальную работу схемы при полном токе нагрузки Хл ее 1„ 9. Определим сопротивление резисторов делителя К,„Кз, Кз.
Условимся считать, что если движок потенцнометра Кл стоит в крайнем верхнем положении, то выходное напряжение стабилизатора имеет заданное по условию минимальное значение ХХ„. В крайнем нижнем положении движка выходное напряжение максимально. Тогда можно записать уравнения ! Х'еееи 1~ел ! ХлелКе !17.„!=1 лКте !11„„„— ХГ.,!=1 (К,+К,). Полагая 1, = 20 1м = 20 — = 2 мА, Ха 62 получим К, !ХХ--"-! 2 „О„„ Х„,л К2 ! ~'лелле ~'ел ! — К, =2 кОм, Х Кз = — = 3,9 кОм.
(ХХ ! Хдел 10. Записав формулу (13,13) в виде Хгел К. Х'ел Кд+ Кллбг получим К = 300. Полученное значение коэффициента стабилизации меньше заданного. Для повышения коэффициента стабилизации включим в цепь регулирующего элемента дополнительный транзистор Т'„образующий с транзистором Т, схему составного транзистора. Так как ток коллектора Т', равен току базы Т„ т.
е. Хм —— Х'„~ = Х„/бн то транзистор Т', выбираем из условий ! и'„,, „! > ( и,„„„„— и„ Хы = Х. /б~ < 4а,. Этим условиям удовлетворяет транзистор типа МП20А с параметрами б =50+150* Хк ~=50 мА, (Х'„х = 20 В. 11. При испольэовадии дополнительного транзистора Т, коэффициент стабилизации схемы (см. рис'. 13.2, б) увеличивается в б'„раз. Таким образом, К'„км — — К,дд б',„д„— — 15 ° 10з. 13.2. Как изменяется коэффициент стабилизации стабили- затора напряжения (см. рис. 13.2, б), если резистор й„подключить к источнику входного напряжения? Решение Для повышения коэффициента стабилизации схемы резистор й определяющий базовый ток регулирующего транзистора Т„подключается к стабильному источнику напряжения — Ее.
При подключении К„к источнику входного напряжения возникает прямая связь с выхода на вход схемы, уменьшающая коэффициент стабилизации в А = 1 + гн/И„раз. Увеличение й„снижает величину А, но может привести к нарушению условия нормалыюй работы стабилизатора: 111 2 = — АХбь (13.16) Это условие вытекает из очевидного равенства ХЯ + Х,2 = Хак " —— сопэг. (13.17) йк Согласно равенству (13.1б), увеличение, например, тока базьг Хм транзистора Т, на значение АХм вьпывает уменьшение на такое же значение тока коллектора Х„з транзистора Тх. Так как ток базы связан с током нагрузки соотношением Хы — — Х„/(3, то при увеличении сопротивления Я„ток Хм может оказаться больше, чем ток 1,ь что приведет к нарушению условия (13.16); 13З.
Выбрать и рассчитать схему последовательного стабилизатора напряжения с параметрами К > 104. Исходные данные для расчета: У = 12 В, МУт= +2 В, 1н = 2 А, У„„в„= (хввых Решение 1. Выбираем тип регулируюшего транзистора из условий (к = ит + Ли,„— Снти = 10 В < ит Ртввх = Пквтак)нткк = 20 Вт < 1 квыхвавк 1нввк < 1квав" Этим условиям удовлетворяет транзистор типа КТ908А с параметрами 8=80, У „, =65 В. 2. Рассмотрим возможность получения заданных параметров схемы при использовании в качестве усилительного элемента операционного усилителя (см.
рис. 13.4). Из условий 1'выхоу = (1хв + Патах = 6,6 В < Ущалттоу, (13.18) «оу = Те,„= 1втт)(1 + (3в,в) = 25 мА < (выктвхоу, (13.19) где Пвыкн оу 1и~ таков — предельные значения выходных напряженна и тока операционного усилителя, выбираем операционный усилитель тица К157УД1, для которого У к хоу= =12 В, $ ~оу=300 мА.
Если условие (13.18) не выполняется, то в качестве усилительного элемента следует использовать транзистор. В этом случае расчет проводится по методике, аналогичной той, которая применена в примере 13.1. При невыполнении условия (13.19) в качестве ра улирующего элемента используют составной транзистор. Тогда увюкоу= 1неикl(1 + Рвйз) < Ув коу, где (3„()з — коэффициенты усиления по току отдельных транзисторов. 3. Для создания опорного напряжения П = У„ < Г„м, выбираем стабилитрон КС133А с параметрами У =(х"т,=3 В, К =65 Ом,1 т, =10мА.
4. Определяем сопротивление балластного резистора Ие, полагая, что 1д~нч ъ' Хряпу.' Ве = (1'м.~р — 11о~)Р~т.нам = 0,9 кОм. 5. Для расчета сопротивлений резисторов Вп И„йз предположим, что движок в потенциометре Кз 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 и„и= и,„— и„( ' +1 и.„— и (13.20) 2+ 3 Во втором случае Б„= ~ з + 1 11 — б'е (13.21) Вз Полагая Вз = 1 кОм, из системы уравнений (1320) и (1321) находим В, = 0,5 кОм, Вз = 0,5 кОм. Определим коэффициент стабилизации схемы, применив общую формулу ~13~ Катюып К ин. и„ ь Я; 1гвкпъи Вавх Так как В; = ю7„= г„/(1+ ()) — внутреннее сопротивление регула+ нз пирующего транзистора, В, ге г,/Кот, К„„=, то из+ на+ из К = ~" — "' К" К 1,2 ° 10т, где Кот — коэффициент усиления ОУ без обратной связи.
ЛИТЕРАТУРА 1. Батушев В. А. Электронные приборы.-М.: Высшая школа, 1980. 2. Терехов В. А. Задачник по элеатронным приборам. — Мл Энергоатомиздат, 1983. 3. Проектирование н применение операционных усилителей/Под ред. Дж. Грема, Дж. Тоби и Л. Хьюлсмана.-М.: Мир, 1974. 4. Р у т к а в с к и Дж. Интегральные операционные усилители/Пад ред. М. В. Гальперина.— М.: Мир, 1978.
5. Шило В. Л, Линейные интегральные схемы.— М,: Советское радио, 1979. б. Достал И. Операционные усилители.— Мл Мир, 1982. 7. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.— М.: Энергия, 1980. 8. Алексенко А. Г., К о ламбет Е. А., Стародуб Г. И. Применение прецизионных аналоговых интегральных схем.
— Мл Радио и связка 1980. 9. Ц ы кина А. В. Электронные усилители.— Мл Радио и связь, 1982. 1О. Титце У,, Шенк К. Полунроволниковая схемотехника.— М.: Мир, 1982. 11. Алексенко А. Г., Шахурин И. И. Микросхемотехника.-Мл Радио и саязхч 1982. 12. Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем.— М.: Радио и саязхч 1980.
13. Агаханян Т. М. Интегральные микросхемы.— М.: Энерго. атомиздат, 1983. 14. Гольденберг Л. М. Импульсные устройства.— М.: Радио и связь, 1981. 15. Расчет импульсных устройств на полупроводниковых приборах!Под рел. Т. М. Агаханяна.— М.: Советское радио, 1975. 1б. Пресну хин Л.Н., Воробьев Н. В, Шишке вич А.А. Расчет элементов цифровых устройств. — М.: Высшая школа, 1982. 17. Н е с т е р е н к о Б. К.
Интегральные операционные усилители: Справочное пособие по примененных — Мл Энергия, 1982. 18. Кудряшов Б. П. и др. Аналоговые интегральные схемы: Справочник.— Мл Радио и связь, 1981. 19. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы~Пол род. С. В, Якубовского.— М.: Радио и связгч 1984.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
