КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Стабилизатора.Метод основан на теореме об активном двухполюснике и иллюстрируется рис.2. Рис. 2 Внешняя цепь как эквивалентный генератор для стабилитрона.
Как видно из рис.2 всю схему по отношению к стабилитрону UD можно рассматривать как активный двухполюсник с параметрами Uхх и Rвх.
Причем, 1 2 3
Параметры схемы выбираются таким образом, чтобы при всех колебаниях возмущающих факторов рабочая точка P стабилизатора не выходила за пределы рабочего участка АВ вольтамперной характеристики стабилитрона см. рис.3а. Здесь кривая ОАВМ – обратная ветвь вольтамперной характеристики стабилитрона. Участок АВ является рабочим участком, который используется для стабилизации напряжения. Отрезок КЗ0 – ХХ0 - внешняя характеристика активного двухполюсника. Точка КЗ0 определяется по формуле 3.
Точки ХХ0 = Uхх0 определяются по формуле 1.
Рабочая точка P0 получается как пересечение ВАХ стабилитрона и внешней характеристики активного двухполюсника. На рис. 3б показано влияние колебаний питающего (входного) напряжения стабилизатора на положение внешней характеристики активного двухполюсника (а следовательно и на положение рабочей точки). Нижний отрезок соответствует Uвх = Uвх - ∆ Uвх, а верхний отрезок соответствует Uвх = Uвх + ∆ Uвх
Откуда
Рис.3 На рис. 3в показано влияние изменения сопротивления нагрузки на положение нагрузочной прямой (Вольтамперной характеристики активного двухполюсника). Ток короткого замыкания не зависит от величины сопротивления нагрузки (принимаем Uвх=Uвх0)
Как видно из рис.3б и рис.3в колебания возмущающих факторов вызывают перемещение рабочей точки. Эти перемещения позволяют определить колебания напряжения нагрузки, вызываемые возмущающими факторами. Зная параметры схемы стабилизатора можно определить с помощью Рис. 3б или Рис. 3в конкретные значения колебаний напряжения нагрузки уже готового стабилизатора. Если параметры элементов схемы известны неполностью, то недостающие параметры подбираются с учетом основного требования: при всех изменениях возмущающих факторов рабочая точка е должна выходить ( в пределах рабочего участка АВ) за требуемые пределы. Подбор осуществляется изменением параметров элементов, которые не лимитируются исходными данными: изменением величины Rδ изменением типа стабилитрона и т.д. Формулировка задачи. Рассчитать параметрический стабилизатор напряжения на основе кремниевого стабилитрона графоаналитическим способом.
Исходные данные. 1. Характеристики нагрузки. 2. Тип стабилитрона. 3. Характеристики питающего напряжения.
Решение: П 1. Подбор балластного сопротивления. П 2. Определение коэффициента стабилизации. П 3. Определение предельных значений.
1. Строим П1/ВАХ стабилитрона Используя справочник, берем из него точки ВАХ конкретного стабилитрона. ( А.И. Аксенов, А.В. Нестеров « Отечественные полупроводниковые приборы». Издательство «СОЛОН – Р», 2000)
Построение ВАХ иллюстрируется Рис. 4
Это и будет рабочий участок ВАХ, который с достаточной точностью отображает типовые свойства семейства стабилитронов данного типа. Для нормальной работы стабилизатора (чтобы напряжение на нагрузке всегда было в пределах от Uст min до Uст max) необходимо, чтобы ток через стабилитрон всегда был в пределах от Iст min до Iст max. Минимальный ток через стабилитрон будет течь при минимальном входном напряжении и максимальном токе нагрузки. Зная это, найдём сопротивление балластного резистора: Rб=(Uвх min-Uст min)/(Iн max+Iст min)=(12,6-10,8)/(0.183-0.0005)= =1.8/0.1825=9.86 Ом Тогда, КЗ0= 18/9,86=1,83 А Uxx0= 18*80/(9,86+80)=16,03 В КЗmin=12,6/9,86=1,28 А XXmin=12,6*80/(9,86+80)=11,22 В КЗmax=21,6/9,86=2,19 А ХХmax=21,6*80/89,86=19,23 В Uxx min=18*72/(9,86+72)=15,83 В Uxx mах=18*104/(9,86+104)=16,44 В
Максимальная рассеиваемая на резисторе Rб мощность: Pб=((Uвх*(1+∆Uв)- Uст)^2)/Rб Pб=((18*(1+0,2)-12)^2)/9,86=9,35 Вт Коеффициент стабилизации вычислим по формуле: Кст= Rб* Uн/(rд*Uвх), где rд=∆Uст/∆Icт - динамическое сопротивление. Кст= 9,86*12/(208,7*18)=0,032. Задача 2.
|