![]() 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,
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
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.
|