Принцип роботи схеми електричної принципової компенсаційного стабілізатора

Зміст

1. Принцип роботи схеми електричної принципової компенсаційного стабілізатора.
2. Розрахунок елементів схеми та вибір активних елементів схеми.
3. Вибір пасивних елементів схеми з урахуванням експлуатаційних режимів
4. Розрахунок коефіцієнтів навантаження та надійності по раптовим відмовам.
5. Розрахунок збережуваності.
6. Розрахунок ремонтоздатності.
7. Визначення потужності розсіювання на колекторі силового транзистора та розрахунок радіатору тепловідводу.
8. Література.

1. 1. ПРИНЦИП РОБОТИ СХЕМИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ПРИНЦИПОВОЇ КОМПЕНСАЦІЙНОГО СТАБІЛІЗАТОРА

Стабільність напруги на навантажені компенсійного стабілізатора забезпечуєтся за допомогою негативного зворотнього зв’язку, який впливає на регулюючий елемент за змінює його провідні властивості. До складу компенсаційного компенсатора входять наступні вузли:

•        регулюючий елемент (РЕ)

•        вузол порівняння (ВП)

•        підсилювач постійного струму (ППС)

В залежності від схеми включення РЕ схеми стабілізаторів поділяють на послідовні і паралельні. Надана схема належить до послідовних схем, РЕ виконують на складених транзисторах для забезпечення необхідного коефіцієнта передачі струму та заданого струму навантаження.

РЕ наведеної схеми виконуєтся на двох транзисторах VT2 та VT3, тому статичний коефіцієнт передачі струму складеного транзистора дорівнює:

h21e=h21e2*h21e3

  а напруга насичення РЕ визначаєтся як складова:

Uке.нас.= Uке.нас.VT2 + UебVT3;

Для отримання більш високого коефіціенту стабілізації в схемі використано підсилювач в колі зворотного зв`язку на транзисторі VT4. Одночасно цей транзистор виконує в схемі функцію вузла порівняння. Стабілітрон VD2 виконує функцію джерела опорної напруги UVD2, струм стабілізації якого задає опір R4. Опори R5, R6, Rp є елементами вихідного підсилювача напруги. Для такої схеми ВП між емітером та базою VT4 визначаєтся:

U_беVT4=U_н*(R6/(R6+R5+Rp))

і дорівнює різниці між опорною напругою стабілітрона VD2 та напругою на опорі R6 . Функція підсилення полягає в підсиленні різниці означених напруг та  докладанні сигналу різниці безпосередньо на РЕ.

Зміна вивідної напруги компенсуєтся наступним чином. Якщо напруга на навантаженні зростає, то підвищуєтся напруга на опорі R6, яка з позитивним значенням додаєтся до напруги на базі транзистора VT4. Присталому значенні опорної напруги на емітері VT4 його колекторний струм збільшуєтся.

Живлення схеми ППС та ВП на транзисторі VT4 здійснюєтся від стабілізатора струму на транзисторі VT1 — струмостабілізуючого двополюсника, позначеного на схемі літерами ТД. Такий спосіб  живлення суттєво підвищує стабільність роботи підсилювача постійного струму та коефіцієнта стабілізації стабілізатора.

Працює ТД наступним чином.До бази транзистора VT1 підключаємо анод стабілітрона VD1,струм стабілізації якого визначає величина опору R1.Напруга UVD1 додаєтся жо напруги базо-еміторного переходу транзистора  VT1,відкриваючи його. Струм крізь транзистор VT1 визначає опір R2підключений до емітера транзитора. Колектор VT1підключений до РЕ та ППС.

За допомогою регулювального резистора Rр можливо, за потреби, змінювати вихідну напругу стабілізатора в межах 10%.

 Схема регулювання – це схема з негативним зворотнім зв’язком, тому її самозбудження повинно бути відсутнім, але при значному коефіцієнті ППС та наявності деяких паразитичних зв’язків в схемі стабілізатор може втрачати сталість. Тому для збільшення сталості використовують корекцію амплітудно-частотної характеристики за допомогою конденсатора Со.с, яким шунтують базо-колекторний перехід транзистора VT3. Негативний зворотній зв’язок   Со.с призводить до частотно залежного зменшення коефіцієнта підсилення, тому його значення не повинно бути великим.