Методика расчета

Методика расчета однокаскадного параметрического стабилизатора напряжения

Схема однокаскадного параметрического стабилизатора напряжения постоянного тока, построенного по принципу деления напряжения, показана на рис. 4.7, б.

1. По напряжению стабилизации U_Bblx ПСН выбирают из справочной литературы тип стабилитрона (или тип и число последовательно включенных стабилитронов), после чего находят дифференциальное сопротивление г_ст, предельные токи /_CTrni_n, 1_Сттах ^и напряжения стабилизации _min, Uст max- При выборе стабилитрона необходимо следить за тем, чтобы его максимальный температурный коэффициент напряжения а_СТ был меньше ТКН Yu проектируемого параметрического стабилизатора напряжения. Если в ПСН несколько стабилитронов включены последовательно, то суммарное значение ТКН стабилитронов не должно превышать у_и.

2. Уточняют значение выходного напряжения стабилизатора по минимальному и максимальному значениям напряжения стабилизации стабилитрона VD1

3. Определяют максимальное значение коэффициента стабилизации Кц _тах ПСН. Значение /_ст должно быть выбрано больше минимального тока, протекающего через стабилитрон.

При выполнении условия К_и < К_{и тах} продолжают расчет ПСН. В противном случае необходимо применить не однокаскадную, а многокаскадную схему построения ПСН.

4. Выбирают относительную амплитуду переменной составляющей входного напряжения ПСН. Как правило, принимают = 0,02 ... 0,05.

5. Определяют номинальное, минимальное и максимальное значения входного напряжения стабилизатора:

6. Сопротивление R1 гасящего резистора вычисляют по формуле:

7. Определяют максимальное значение тока /_сттах через стабилитрон и уточняют минимальное значение тока через стабилитрон I_crmi_n:

Очевидно, что значение 1_сттах должно быть меньше максимально допустимого тока стабилизации выбранного типа стабилитрона.

8. Определяют максимальную мощность P_{VD тах}, рассеиваемую стабилитроном:

Полученное значение P_{VD тах} не должно превышать предельного значения мощности для выбранного типа стабилитрона при максимальной температуре окружающей среды.

9. Находят амплитуду переменной составляющей выходного напряжения U_Bыхт1 ^и внутреннее сопротивление стабилизатора R_t по формулам:

где /С - коэффициент сглаживания пульсации, приблизительно равный К_и.

В случае использования в качестве стабилитрона VD1 нескольких последовательно соединенных приборов в последнем соотношении г_ст представляет собой сумму дифференциальных сопротивлений этих приборов.

10. Определяют номинальный КПД г] стабилизатора:

11. Определяют максимальный ток /_{0 тах}, потребляемый стабилизатором:

При питании параметрического стабилизатора напряжения постоянного тока от сети переменного тока далее рассчитываются выпрямитель, сглаживающий фильтр и сетевой трансформатор. Исходные данные для этого расчета: напряжение и_г и частота тока /_с питающей сети; относительные допуски на изменения напряжения питающей сети a_m?U;, a_min; номинальное напряжение выпрямителя U₀ = U_BX, относительная пульсация напряжения на выходе выпрямителя а„ максимальный ток /_0тад;, потребляемый ПСН от выпрямителя.