Мікросхеми

Вихідна напруга, В

Макс. струм навантаження, А

Макс. потужність, що розс., Вт

Регулюючий елемент ввімкнений в коло

Корпус (рис.)

КР1157ЕН501А; КР1157ЕН501Б

КР1157ЕН601А; КР1157ЕН601Б

КР1157ЕН801А; КР1157ЕН801Б

КР1157ЕН901А; КР1157ЕН901Б

КР1157ЕН1201А; КР1157ЕН1201Б

КР1157ЕН1501А; КР1157ЕН1501Б

КР1157ЕН1801А; КР1157ЕН1801Б

КР1157ЕН2401А; КР1157ЕН2401Б

5

6

8

9

12

15

18

24

0,1

0,5

плюсове

КТ-26, (1,б)

КР1157ЕН502А; КР1157ЕН502Б

КР1157ЕН602А; КР1157ЕН602Б

КР1157ЕН802А; КР1157ЕН802Б

КР1157ЕН902А; КР1157ЕН902Б

КР1157ЕН1202А; КР1157ЕН1202Б

КР1157ЕН1502А; КР1157ЕН1502Б

КР1157ЕН1802А; КР1157ЕН1802Б

КР1157ЕН2402А; КР1157ЕН2402Б

КР1157ЕН2702А; КР1157ЕН2702Б

5

6

8

9

12

15

18

24

27

0,1

0,5

плюсове

КТ-26, (1,а)

КР1157ЕН5А; КР1157ЕН5Б

КР1157ЕН9А; КР1157ЕН9Б

КР1157ЕН12А; КР1157ЕН12Б

КР1157ЕН15А; КР1157ЕН15Б

КР1157ЕН18А; КР1157ЕН18Б

КР1157ЕН24А; КР1157ЕН24Б

5

9

12

15

18

24

0,1

0,5

плюсове

КТ-27-2, (1,в)

КР1168ЕН5

КР1168ЕН6

КР1168ЕН8

КР1168ЕН9

КР1168ЕН12

КР1168ЕН15

5

6

8

9

12

15

0,1

0,5

мінусове

КТ-26 (1,б)

(див. прим.1)

78L05

78L62

78L82

78L09

78L12

78L15

78L18

78L24

5

6,2

8,2

9

12

15

18

24

0,1

0,5

плюсове

ТО-92, (1,а)

79L05

79L06

79L12

79L15

79L18

79L24

5

6

12

15

18

24

0,1

0,5

мінусове

ТО-92

чи

КТ-26

(1,б)

КР1157ЕН5В; КР1157ЕН5Г

КР1157ЕН9В; КР1157ЕН9Г

КР1157ЕН12В; КР1157ЕН12Г

КР1157ЕН15В; КР1157ЕН15Г

КР1157ЕН18В; КР1157ЕН18Г

КР1157ЕН24В; КР1157ЕН24Г

5

9

12

15

18

24

5

6

8

9

12

15

18

24

1,5

10

плюсове

КТ-28-2, (1,г)

КР142ЕН5А

КР142ЕН5Б

5

6

2

10

плюсове

КТ-28-2, (1,г)

Мікросхеми

Вихідна напруга, В

Макс. струм навантаження, А

Макс. потужність, що розс., Вт

Регулюючий елемент ввімкнутий в коло

Корпус (рис.)

КР1157ЕН1

1,2...37

0,1

0,6

плюсове

КТ-26, (1,е)

КР1168ЕН1

1,3...37

0,1

0,5

мінусове

КТ-26, (1,е)

LM317L

1,2...37

0,1

0,625

плюсове

ТО-92, (1,е)

LM337LZ

1,2...37

0,1

0,625

мінусове

ТО-92, (1,е)

КР142ЕН12Б

1,2...37

1

10

плюсове

КТ-28-2, (1,ж)

КР142ЕН12А

1,2...37

1,5

10

плюсове

КТ-28-2, (1,ж)

КР142ЕН18А

1,3...26,5

1

10

мінусове

КТ-28-2, (1,и)

КР142ЕН18Б

1,3...26,5

1,5

10

мінусове

КТ-28-2, (1,и)

LM317T

1,2...37

1,5

15

плюсове

ТО-220, (1,ж)

LM337Т

1,2...37

1,5

15

мінусове

ТО-220, (1,и)

Тип мікросхеми

Діапазон вхідної напруги

Вихідна напруга, В

Струм, А /Потужність, що розсіюється, Вт

Корпус (рисунок)

Мін, В

Макс, В

КР1157ЕН501А,Б

7

35

5

0,1/0,5

КТ26 (1б)

КР1157ЕН601А,Б

8

35

6

КР1157ЕН801А,Б

10

35

8

КР1157ЕН901А,Б

11

35

9

КР1157ЕН1201А,Б

14

35

12

КР1157ЕН1501А,Б

17

35

15

КР1157ЕН1801А,Б

20

40

18

КР11572401А,Б

26

40

24

КР1157ЕН2701А,Б

29

40

27

КР1157ЕН502А,Б

7

35

5

0,1/0,5

КТ-26 (1а)

КР1157ЕН602А,Б

8

35

6

КР1157ЕН802А,Б

10

35

8

КР1157ЕН902А,Б

11

35

9

КР1157ЕН1202А,Б

14

35

12

КР1157ЕН1502А,Б

17

35

15

КР1157ЕН1802А,Б

20

40

18

КР1157ЕН2402А,Б

26

40

24

Тип мікросхеми

Діапазон вхідних напруг

Вихідна напруга, В

Струм, А /Потужність, що розсіюється, Вт

Корпус (рисунок)

Мін, В

Макс, В

КР1162ЕН5А,Б

-7,5

-35

-5

1,5/1,5 - без тепловідвода,

1,5/10 - з тепловідводом

КТ-28-2 (1д)

КР1162ЕН6А,Б

-8,5

-35

-6

КР1162ЕН8А,Б

-10,5

-35

-8

КР1162ЕН9А,Б

-11,5

-35

-9

КР1162ЕН10А,Б

-12,5

-40

-10

КР1162ЕН12А,Б

-14,5

-40

-12

КР1162ЕН15А,Б

-17,5

-40

-15

КР1162ЕН18А,Б

-20,5

-40

-18

КР1162ЕН24А,Б

-26,5

-40

-24

КР1179ЕН05

-7,5

-35

-5

1,5/10

ТО-220 (1д)

КР1179ЕН06

-8,5

-35

-6

КР1179ЕН08

-10,5

-35

-8

КР1179ЕН12

-14,5

-35

-12

КР1179ЕН15

-17,5

-35

-15

КР1179ЕН24

-26,5

-40

-24

Тип мікросхеми

Діапазон вхідних напруг

Вихідна напруга, В

Струм, А /Потужність, що розсіюється , Вт

Корпус (рисунок)

Мін., В

Маск., В

78L05

7,2

30

5

0,1/0,5

TO-92 (1a)

78L06

8,2

30

6

78L08

10,2

30

8

78L09

11,2

30

9

78L12

14,2

30

12

78L15

17,2

30

15

78L18

20,2

30

18

78L20

22,2

30

20

78L24

26,2

30

24

Префікс залежить від виробника - LM78LxxACZ, ML78LxxA, MC78LxxCP, mA78LxxAWC і т.д.

78M05

7,5

35

5

0,5/7,5

TO-202 (1г) чи ТО-220 (1г) чи ТО-39 (1л)

78M06

8,5

35

6

78M08

10,5

35

8

78M09

11,5

35

9

78M12

14,5

35

12

78M15

17,5

35

15

78M18

20,5

35

18

78M20

22,5

40

20

78M24

26,5

40

24

Префікс залежить від виробника - LM78MxxACZ, ML78MxxA, MC78MxxCP, mA78MxxAWC і т.д.

7805

7,5

35

5

1...1,5/10...12

TO-202 (1г) чи ТО-220 (1г) чи ТО-39 (1л)

7806

8,5

35

6

7808

10,5

35

8

7809

11,5

35

9

7812

14,5

35

12

7815

17,5

35

15

7818

20,5

35

18

7820

22,5

40

20

7824

26,5

40

24

LM309K

7

35

5

1

TO-3 (1k)

LM340-05

7

35

5

1,5/10

TO-3 (1k) чи ТО-202 (1г) чи ТО-220 (1г)

LM340-06

8

35

6

LM340-08

10,5

35

8

LM340-12

15

35

12

LM340-15

17,5

35

15

LM340-18

21

40

18

LM340-24

27

40

24

В корпусах TO-202, TO-220: L78xxCV, MC78xxCP, L200xxCV(2A), LM340Txx, STC28xxEC, TDB78xxT, mA78xxCK;

В корпусі TO-3: MC78xxCK, mA78xxCDA, mA78xxKC, LM340Kxx, LM340KCxx, SFC28xxRC, TDB78xx

78H05

7

20

5

TO-3 (1k)

78H05KC

8

25

5

78H12KC

15

25

12

78H15KC

18

25

15

LM323K

7

20

5

TDB0123KM

7

20

5

78P05

8

35

5

Тип мікросхеми

Діапазон вхідних напруг

Вихідна напруга, В

Струм, А /Потужність, що розсіюється , Вт

Корпус (рисунок)

Мін., В

Маск., В

79L05

-7,2

-30

-5

0,1/0,5

TO-92 (1б) чи КТ-26 (1б)

79L06

-8,2

-30

-6

79L08

-10,2

-30

-8

79L09

-11,2

-30

-9

79L12

-14,2

-30

-12

79L15

-17,2

-30

-15

7-L18

-20,2

-30

-18

79L20

-22,2

-35

-20

79L24

-26,2

-35

-24

2. Вибір і аналіз структурної схеми

Схеми компенсаційних стабілізаторів постійної напруги бувають послідовного і паралельного типів (рисунки 2.1 і 2.2).

Рисунок 2.1 – Схема КСН послідовного типу

Рисунок 2.2 – Схема КСН паралельного типу

Основними елементами таких стабілізаторів є:

джерело еталонної напруги (Е);

зрівнюючий та підсилюючий елемент (ЗП);

регулюючий елемент (Р).

В стабілізаторах послідовного типу (рисунок 2.1) регулюючий елемент ввімкнений послідовно з джерелом вхідної напруги U_вх і навантаженням R_н. Якщо по якимось причинам (наприклад, через нестабільність U_вх чи при зміні R_н ) напруга на виході U_вих відхилилась від свого номінального значення, то різниця еталонної та вихідної напруги змінюється, підсилюється і діє на регулюючий елемент. При цьому опір регулюючого елементу автоматично змінюється і напруга U_вх розмежовується між Р і R_н таким чином, щоб компенсувати зміни напруги на навантаженні, що відбулися.

Відмінність наведених схем полягає в наступному. У послідовних стабілізаторах напруга на регулюючому елементі зростає при збільшенні напруги на навантаженні, а струм приблизно дорівнює струму навантаження. У паралельних стабілізаторах напруга на регулюючому елементі не залежить від вхідної напруги, а струм знаходиться в прямій залежності від напруги на навантаженні.

Стабілізатори паралельного типу мають невисокий ККД і застосовуються порівняно рідко. Для стабілізації підвищених напруг і струмів, а також при змінних навантаженнях звичайно застосовуються стабілізатори напруги послідовного типу. Їхнім недоліком є те, що при короткому замиканні на виході до регулюючого елемента буде прикладена уся вхідна напруга. Цю обставину необхідно враховувати при експлуатації стабілізатора.

Основними параметрами,що характеризують стабілізатор, є:

1. Коефіцієнт стабілізації, що представляє собою відношення відносної зміни напруги на вході до відносної зміни напруги на виході стабілізатора.

K_ст = DU_вх / U_вх : DU_вих / U_вих , (2.1)

де U_вх і U_вих - номінальна напруга на вході і виході стабілізатора,

DU_вх і DU_вих - зміна напруг на вході і виході стабілізатора.

Коефіцієнти стабілізації служать основними критеріями для вибору раціональної схеми стабілізації й оцінки її параметрів.

2. Вихідний опір, що характеризує зміну вихідної напруги при зміні струму навантаження і незмінній вхідній напрузі.

R_вих = DU_вих / DI_вих , при U_вх = const. (2.2)

3. Коефіцієнт корисної дії дорівнює відношенню потужності в навантаженні до номінальної вхідної потужності.

h = U_вих ´ I_вих / U_вх ´ I_вх . (2.3)

4. Дрейф (припустима нестабільність) вихідної напруги. Часовий і температурний дрейф характеризуються величиною відносної й абсолютної зміни вихідної напруги за визначений проміжок часу або у визначеному інтервалі температур.

3. Розробка принципової електричної схеми

Відповідно до обраної структурної схеми (рисунок 2.1) складаємо приблизну схему компенсаційного стабілізатора напруги (див. додаток А). Після проведення розрахунку, дана схема буде дороблена. Тільки після повного розрахунку режимів роботи і вибору елементів можна скласти остаточний варіант схеми електричної принципової компенсаційного стабілізатора напруги.

Дана схема складається з регулюючого елемента, джерела опорної напруги і підсилювача зворотного зв'язку. Роль регулюючого елемента грає комплементарний транзистор (складається з 2^х транзисторів VT2 і VT3). Джерело опорної напруги –VD1R1, R2VT1. Підсилювач зворотного зв'язку – R4VD2VT4, R5R6R7.

4. Розрахунок схеми електричної принципової

4.1 Вихідні дані для розрахунку

4.2 Розрахунок схеми компенсаційного стабілізатора

Відповідно до схеми (додаток А) знаходимо найменшу напругу на виході стабілізатора:

U _{вх min} = U_н + U_{кз min} = 15 + 3 = 18 B, (4.1)

де U_{кз min} – мінімальна напруга на регулюючому транзисторі VT3.

Виходячи з того, що VT3 приблизно кремнієвий, то U_{кз min} вибираємо в межах 3..5 В.

З огляду на нестабільність вхідної напруги на вході стабілізатора ±10%, знаходимо середню і максимальну напругу на вході стабілізатора:

U _{вх сер} = U _{вх min} / 0.9 = 18 / 0.9 = 20 В , (4.2)

U _{вх max} = 1.1 ´ U _{вх сер} = 1.1 ´ 20 = 22 В . (4.3)

Визначаємо максимальне значення на регулюючому транзисторі

U _{к3 max} = U _{вх max} - U_н = 22 – 15 = 7 В . (4.4)

Потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VT3, дорівнює

Р₃ = U_{к3 max} ´ I_н = 7 ´ 5 = 35 Вт. (4.5)

За отриманими значеннями U_{к3 max} , I_н , Р₃ вибираємо тип регулюючого транзистора і виписуємо його параметри:

По статичним ВАХ обраного транзистора знаходимо:

h_11Е3 = 33.0 Ом ,

m₃ = 1 / h_12Е3 = 1 / 0.23 = 4.20 ,

де h_11Е3 – вхідний опір транзистора, Ом;

m₃ – коефіцієнт передачі напруги;

h_12Е3 – коефіцієнт зворотного зв'язку.

Знаходимо струм бази транзистора VT3

I_Б3 = I_н / h_{21Е3 min} = 5 / 750 = 6.67´10^-3 А . (4.6)

Визначаємо початкові дані для вибору транзистора VT2. Розраховуємо напругу колектор-емітер VT2

U_{к2 max} = U_{к3 max} - U_бе3 = 7 – 0.7 = 6.3 В , (4.7)

де U_бе3 – падіння напруги на емітерному переході транзистора VT3 (0.7 В).

Струм колектора VT2 складається зі струму бази VT3 і струму втрат, що протікає через резистор R3,

I_к2 = I_б3 + I_R3 = 5´10^-4 + 6.7´10^-3 = 7.2´10^-3 А. (4.8)

Потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VT2, дорівнює

Р₂ = I_к2 ´ U_{к2 max} = 7.2´10^-3 ´ 6.3 = 45.2´10^-3 Вт. (4.9)

За отриманими значеннями U_{к2 max} , I_к2 , Р₂ вибираємо тип транзистора і виписуємо його параметри:

По статичним ВАХ обраного транзистора знаходимо:

h_11Е2 = 36.36 Ом , m₃ = 1 / h_12Е2 = 1 / 0.022 = 45.45 .

Розраховуємо струм бази VT2

I_Б2 = I_к2 / h_{21Е2 min} = 7.2´10^-3 / 60 = 1.2´10^-4 А. (4.10)

Знаходимо опір резистора R3

R3 = (U_н + U_бе3) / I_R3 = (15 + 0.7) / 5´10^-4 =31400 Ом. (4.11)

Вибираємо найближчий по стандарту номінал з обліком потужності, що розсіюється на резисторі

Р_R3 = (U_н + U_бе3) ´ I_R3 = (15 + 0.7) ´ 5´10^-4 = 7.85´10^-3 Вт. (4.12)

Відповідно до ряду Е24 вибираємо резистор типу С2-33 – 0.125 – 30 кОм ±5%.

Джерелом еталонної напруги беремо параметричний стабілізатор напруги на кремнієвому стабілітроні VD2 з розрахунку

U_VD2 = 0.7 U_н = 0.7 ´ 15 = 13.5 В. (4.13)

Вибираємо тип стабілітрона і виписуємо його основні параметри:

стабілітрон 2С213Б;

I _VD2 = 5´10^-3 А – середній струм стабілізації;

r _VD2 = 25 Ом – диференційний опір стабілітрона.

Обчислюємо опір резистора R4, задавши середній струм стабілітрона (I _R4 = I _VD2)

R4 = 0.3 U_н / I _R4 = 0.3 ´ 15 / 5´10^-3 = 900 Ом. (4.14)

Потужність, що розсіюється на резисторі R4, дорівнює

Р_R4 =0.3U_н ´ I _R4 = 0.3´15´ 5´10^-3 = 22.5´10^-3 Вт. (4.15)

Відповідно до ряду Е24 вибираємо резистор типу С2-33 – 0.125 – 910 Ом±5%.

Визначаємо початкові дані для вибору транзистора VT4. Розраховуємо напругу колектор-емітер транзистора

U_к4max = U_н + U_бе3 + U_бе2 - U_VD2 = 2.90 В (4.16)

Задаємо струм колектора VT4 меншим ніж середній стабілітронаVD2

I _К4 = 4´10^-3 А .

Потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VT4

Р₂ = I_к4 ´ U_{к4 max} = 4´10^-3 ´ 2.90 = 11.6´10^-3 Вт (4.17)

За отриманими значеннями U_{к4 max} , I_к4 , Р₄ вибираємо тип транзистора і виписуємо його параметри:

По статичним ВАХ обраного транзистора знаходимо:

h_11Е4 = 208,3 Ом , m₃ = 1 / h_12Е4 = 1 / 0.034 = 29.41

Розраховуємо струм бази VT4

I_Б4 = I_к4 / h_{21Е4 min} = 4´10^-3 / 50 = 8´10^-5 А. (4.18)

Струм послідовно з'єднаних резисторів R5, R6, R7 беремо рівним 5I_б4 і визначаємо сумарний опір подільника

R_діл = U_н / I_діл = 15 / (5 ´ 8´10^-5) = 37500 Ом. (4.19)

Знаходимо опори резисторів:

R5 = 0.3 R_діл = 0.3 ´ 37500 = 11250 Ом;

R6 = 0.1 R_діл = 0.1 ´ 37500 = 3750 Ом;

R7 = 0.6 R_діл = 0.6 ´ 37500 = 22500 Ом. (4.20)

Відповідно до ряду Е24 вибираємо резистор R5 типу С2-33 – 0.125 – 11 кОм ±5%, резистор R7 типу С2-33 – 0.125 – 22 кОм ±5%. Резистор R6 вибираємо СП3-44 – 0.25 – 3.3 кОм ±10%.

Робочу напругу стабілітрона VD1 визначаємо із співвідношення

U_VD1 = 0.1 U_{вх max} = 0.1 ´ 22 = 2.2 В. (4.21)

Вибираємо тип стабілітрона і виписуємо його основні параметри:

стабілітрон 2С119А;

I _VD1 = 5´10^-3 А – середній струм стабілізації;

r _VD1 = 15 Ом – диференційний опір стабілітрона.

Обчислюємо опір резистора R1, задавши середній струм стабілітрона (I _R1 = I _VD1)

R1 = 0.9 U_{вх max} / I _R1 = 0.9 ´ 22 / 5´10^-3 = 3960 Ом. (4.22)

Потужність, що розсіюється на резисторі R1, дорівнює

R1 = 0.9U_{вх max} ´ I _R1 = 0.9´ 22´ 5´10^-3 = 99´10^-3Вт (4.23)

Відповідно до ряду Е24 вибираємо резистор типу С2-33 – 0.125 – 3.9кОм ±5%. Визначаємо початкові дані для вибору транзистора VT1. Розраховуємо струм колектора транзистора VT1

I_к1 = I_к4 + I_б2 = 4´10^-3 + 12´10^-5 =412´10^-5 (4.24)

Знаходимо напругу колектор-емітер VT1

U_к1max = U_{вх max} - U_R2 + U_к4max - U_VD2 = 4.1 В, (4.25)

де U_R2 = U_VD1 - U_бе1 – падіння напруги на резисторі R2.

Потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VT1

Р₁ = U_к1max ´ I_к1 = 4.1 ´ 412´10^-5 = 16´10^-3 Вт. (4.26)

За отриманими значеннями U_{к1 max} , I_к1 , Р₁ вибираємо тип транзистора і виписуємо його параметри:

Розраховуємо опір резистора R2

R2 = U_R2 / I_К1 = 1.5 / 412´10^-5 = 364 Ом, (4.27)

Р_R2 = U_R2 ´ I_К1 = 1.5 ´ 412´10^-5 = 618´10^-5 Вт. (4.28)

Відповідно до ряду Е24 вибираємо резистор типу С2-33 – 0.125 – 360Ом ±5%. Розраховуємо основні параметри складеного транзистора:

вхідний опір транзистора

h_{11Е ск} =h_11Е2+h_11Е3h_21Е2min= 36.36 + 33´60 =2016 Ом; (4.29)

коефіцієнт передачі напруги транзистора

m_ск = m₂m₃ / (m₂ + m₃) = 45.4´4.2 / (45.4 + 4.2)=3.84 ; (4.30)

вихідний опір транзистора

r_ск = m_ск h_{11Е ск} / h_21Е2min h_21Е3min = 0.1723 Ом. (4.31)

Розраховуємо вхідний опір джерела стабільного струму

R_TD = R1 ´ R2 / r _VD1 = 3900´360 / 15 = 57024 Ом. (4.32)

Розраховуємо параметри підсилювача зворотного зв'язку:

опір навантаження підсилювача

R_К = h_{11Е ск} R_TD / (h_{11Е ск} + R_TD) = 1947.49 Ом; (4.33)

коефіцієнт підсилення напруги підсилювача

К_u = 0.7 h_21Е4min R_К / (h_11Е4 + h_21Е4min r _VD2) = 71.13 . (4.34)

Розраховуємо коефіцієнт стабілізації і величину пульсацій на виході

К_ст = m_скК_uU_н / U_вх = 3.845 ´ 71.13 ´ 15 / 22 = 186.4, (4.35)

DU_вих = DU_вх / m_скК_u = 4 / 3.845 ´ 71.13 = 12´10^-4, (4.36)

Розраховуємо коефіцієнт пульсацій

К_п = DU_вих ´ 100 / U_вх = 12´10^-4 ´ 100 / 15 = 8´10^-3%. (4.37)

Вихідний опір компенсаційного стабілізатора буде

R_вих = r_ск / m_скК_u = 0.17 / 3.845 ´ 71.13 = 63´10^-5 Ом. (4.38)

Перевіряємо відповідність розрахованих параметрів заданим умовам:

К_ст = 186.4 > К_ст.зад = 100; К_п = 8´10^-3% < К_п.зад = 10´10^-3%.

Знайдені параметри задовольняють заданим умовам.

4.3 Розрахунок схеми захисту компенсаційного стабілізатора від перевантаження

Пристрої захисту стабілізаторів напруги від перевантажень можна розділити на вбудовані, що впливають на регулюючий елемент стабілізатора, і автономні, що містять окремий ключовий елемент. Звичайно до стабілізаторів із захистом від короткого замикання вихідного ланцюга пред'являється вимога автоматичного повернення в робочий режим після усунення перевантаження. Розробляємо схему захисту компенсаційного стабілізатора напруги від перевантаження (додаток Б). Схема захисту компенсаційного стабілізатора від перевантаження реалізована на елементах VT5 і R8.

Для розрахунку приймаємо струм спрацювання захисту 110% від I_н .

I_{н max} = 1.1 I_н = 1.1 ´ 5 = 5.5 А.

Розраховуємо опір R8:

R8 = U_бе5 / I_{н max} = 0.7 / 5.5 = 0.127 Ом. (4.39)

Розраховуємо потужність дротового резистора

Р_R8 = U_бе5 ´ I_{н max} = 0.7 ´ 5.5 = 3.85 Вт. (4.40)

Вибираємо транзистор VT5 з умови I_к5 = I_б3 ;

U_{к5 max} =U_бе3 + R8´I_{н max} = 0.7 + 0.127 ´ 5.5 =1.4 B; (4.41)

P₅ = U_{к5 max} ´ I_б3 = 1.4 ´ 6.7´10^-3 = 9.38 ´10^-3 Вт. (4.42)

За отриманими значеннями U_{к5 max} , I_к5 , Р₅ вибираємо тип транзистора і виписуємо його параметри:

Розробка схеми компенсаційного стабілізатора напруги на базі ІМС

Розробка схеми компенсаційного стабілізатора напруги на базі ІМС зводиться до вибору стандартної серійно випускаємої ІМС і розрахунку (якщо необхідно) навісних елементів.

Таблиця 4.1 – Марки ІМС

Як інтегральний стабілізатор напруги вибираємо ІМС серії SD 1084. Складаємо схему стабілізатора (додаток В). Вибираємо навісні елементи:

Робочу напругу стабілітрона VD1 визначаємо із співвідношення

U_VD1 = 0.9 U_вих = 0.9 ´ 15 = 13.5 В. (4.43)

Вибираємо тип стабілітрона і виписуємо його основні параметри:

стабілітрон 2С515А;

I _VD1 = 45´10^-3 А – середній струм стабілізації;

r _VD1 = 25 Ом – диференційний опір стабілітрона.

Розраховуємо опір резистора R1

R1 = 0.9U_вых / I _VD1= 0.9´15 / 45´10^-3 = 300 Ом. (4.44)

Р_R1 = 0.9U_вых´I _VD1= 0.9´15´45´10^-3 = 608´10^-3 Вт. (4.45)

Відповідно до ряду Е24 вибираємо резистор типу С2-23 – 1.0 – 300 Ом ±5%.

Розраховуємо опір подільника R2R3

R₂₃ = U_VD1 / ( 3´ I_п) = 13.5 / ( 3 ´ 5´10^-3) = 900 Ом, (4.46)

де I_п – струм втрат мікросхеми, А (5´10^-3 А).

Розраховуємо опір резисторів R2 і R3:

R2 = 2 ´ R₂₃ / 3 = 2´ 900 / 3 = 600 Ом, (4.47)

R3 = R₂₃ / 3 = 900 / 3 = 300 Ом, (4.48)

Р_R2 = (3´ I_п)² ´ R2 = 600´225´10^-6 = 135´10^-3 Вт, (4.49)

Р_R3 = (3´ I_п)² ´ R3 = 300´225´10^-6 = 67.5´10^-3 Вт. (4.50)

Відповідно до ряду Е24 вибираємо резистори типу C2-24 – 0.25 620Ом ±5% і СП5-16Т 300 Ом ±5% відповідно.

Конденсатори С1 і С2 мають ємності 100мкФ і 5мкФ відповідно.

5. Аналіз і оцінка помилок

Якість роботи компенсаційного стабілізатора напруги багато в чому залежить від розбросу параметрів електронних компонентів, що входять у його склад. Багато в чому це пов'язано з неможливістю виготовлення компонентів з однаковими параметрами. Сильний вплив на розброс параметрів має коливання температури навколишнього середовища і температури потужності розсіювання цих елементів. З метою зменшення коливань параметрів від температури потужності розсіювання для елементів високої потужності встановлюються радіатори. Фізичні явища в компонентах пристроїв, що викликають перехід у підмножину несправних станів, називаються дефектами. У залежності від структури системи дефект може породжувати або не породжувати помилку. Помилка не завжди наслідок дефекту. Та сама помилка може бути наслідком різних дефектів.

Таблиця 5.1 – Розрахунок роботи схеми на відмовлення.

Розраховуємо наробіток на відмовлення

Т₀ = 1 / l = 1 / 0.81´10^-6 = 123456.79 год, (5.1)

де l - інтенсивність відмовлень.

Розраховуємо імовірність відмовлень

(5.2)

(5.3)

Будуємо графік імовірності відмовлень.

Рисунок 5.1 – Графік

Висновок

Курсовий проект виконаний відповідно до завдання на проектування, і отримані результати задовольняють вимоги діючих ДСТ на радіоапаратуру. За результатами перевірки й аналізу роботи схеми видно, що дана схема відрізняється високою працездатністю і наробітком на відмовлення. У даний момент найбільш перспективне використання компенсаційних стабілізаторів напруги на базі ІМС, тому що це знижує витрати на монтаж, зменшує енергоємність стабілізатора, зменшує його габаритні розміри, що позначається на вартості пристрою.

В даній схемі можливо установити елементи індикації про стан регулюючого елемента, про перевантаження компенсаційного стабілізатора, про наявність живильної напруги. Крім перерахованого вище можливо установити в схемі тепловий захист регулюючого елемента.

При виборі елементної бази виконувався порівняльний аналіз вітчизняного й імпортного асортименту радіоелементів. Аналіз проводився по якісних, технологічних і економічних показниках. У більшості випадків перевага була віддана на користь вітчизняних компонентів.

Список використаної літератури

1 Бандак М.І., Шабатура Ю.В., Ігнатенко О.Г. Електроніка в вимірюваннях. Навчальний посібник.-Вінниця: ВДТУ, 2001.- 167с.

2 Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: в 2-х томах: Т. 1. Пер. с англ. – 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Мир, 1993.

3 Скаржепа В.А., Луценко А.Н. Электроника и микросхемотехника. Электронные устройства информационной автоматики. Под общ. ред. А.А. Краснопришиной.- К.:ВШ, 1989.- 432 с.

4 Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Под ред. Найвельта – М. Радио и связь, 1985 г.

5 Карпенко П.Ф. Источники питания. Схемотехника компенсационных стабилизаторов напряжения. Методические указания. - Краснодар: изд.КПИ, 1992.

6 Електронні промислові пристрої./ Ю.М. Гусин, В.И. Васильєв, і ін. – М.: Высш. шк., 1988.– 303с.

7 Гершунский Б.С. Основы электроники и микроэлектроники.- К.: ВШ, 1989.- 423 с.

8 Гершунский Б.С. Справочник по расчету электронных схем. - К: Вища школа, 1983.- 240с.

9 Терещук Р.М., Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя. – К: Наукова думка, 1989. – 820с.

10 Терещук Р.М., Терещук К.М., Седов С.А, Чаплинский А.Б., Фукс Л.Б. Малогабаритная радиоаппаратура. Справочник радиолюбителя. – К: Наукова думка, 1989.– 480с.

11 Перельман Б.Л. Полупроводниковые приборы. Справочник.– М: Солон, Микротех, 1996.– 176с.

12 Нефедов А. В., Савченко А. М., Феоктистов Ю. Ф. Зарубежные интегральные микросхемы для промышленной электронной аппаратуры. Справочник. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

13 С.Бирюков. Микросхемные стабилизаторы напряжения широкого применения.– Радио, 1990, №2.

14 Щербина А., Благий С. Микросхемные стабилизаторы серий 142, К142, КР142. - Радио, 1990, №8, с. 89, 90; № 9, с. 73, 74.

15 Нефедов А., Головина В. Микросхемы КР142ЕН12. - Радио, 1993, № 8, с. 41,42.

16 Нефедов А., Головина В. Микросхемы КР142ЕН18А, КР142ЕН18Б. - Радио, 1994, №3, с. 41, 42.

17 Нефедов А. Микросхемные стабилизаторы серии КР1157. - Радио, 1995, №3, с. 59, 60.

18 Нефедов А., Валявский А. Микросхемные стабилизаторы серии КР1162. - Радио, 1995, № 4,

с. 59, 60.

19 Овсянников Н. ИМС серии К403. - Радио,1992, №12, с.61.

20 www.chipinfo.ru

21 www.compitech.ru