Курсовая работа: Расчет устройства для измерения параметров реле

Рисунок 4 – Стабилизатор напряжения

Схема рис. 4 содержит три основных элемента: регулирующий элемент на транзисторах VТ1 и VТ2, усилительный элемент и источник опорного напряжения. Регулирующим элементом является транзистор VТ1, а транзистор VТ2 является согласующим элементом между большим выходным сопротивлением усилителя постоянного тока и малым входным сопротивлением регулирующего транзистора VТ1.

Достоинством транзисторных стабилизаторов является возможность получения большого тока нагрузки и регулировки выходного напряжения, а также малое выходное сопротивление. Выходное напряжение регулируется путем изменения сопротивления резистора R₂ .

Исходными данными для расчета стабилизатора являются:

U_вых - выходное напряжение, В;

ΔU_вых - пределы регулирования выходного напряжения, В;

I_н - ток нагрузки, А;

ΔU_вх /U_вх - допустимое относительное изменение входного напряжения;

К_ст - коэффициент стабилизации.

Расчет.

Дано: U_вых = 8 В; ΔU_вых = 5 В; I_н = 4 А; ΔU_вх /U_вх = 0,4

2.1 Выбор типа регулирующего транзистора и его режима

Минимальное входное напряжение

U_вх.мин = U_вых + ΔU_вых + U_КЭмин = 8 + 5 + 2 = 15 В

где U_КЭмин - минимальное напряжение между эмиттером и коллектором транзистора VТ1, при котором его работа не заходит в область насыщения. Для мощных транзисторов, которые используются в качестве регулирующих элементов, эта величина равна (1 ÷ 3) В.

С учетом допустимых изменений входного напряжения определяют его номинальное U_вх и максимальное U_{вх.макс} значения.

U_вх = U_вх.мин /(1 - ΔU_вх / U_вх ) = 15 / (1 – 0,4) = 25 В,

U_{вх.макс} = U_вх (1 + ΔU_вх / U_вх ) = 25(1 + 0,4) = 35 В.

Находим максимальное напряжение U_{КЭ1макс} и максимальную мощность, рассеиваемую на регулирующем транзисторе:

U_{КЭ1макс} = _{Uвх.макс} - U_вых = 35 – 8 = 27 В;

P_К1макс =U_{КЭ1макс} *I_н = 27 · 4 = 108 Вт.

По этим двум величинам из справочника выбирают подходящий транзистор, для которого выписывают

P_Кмакс , I_Кмакс , h₂₁ , U_КЭмакс .

Выбираем транзистор n-p-nКТ805Б с P_Кмакс = 100 Вт; I_Кмакс = 20 А; U_КЭмакс = 60 В; h₂₁ = 20

2.2 Выбор типа согласующего транзистора и его режима

Коллекторный ток транзистора VT2

I_К2 ≈ I_Э2 = I_Б1 + I_{R 2} = I_н /h₂₁ + I_{R 2} = 4000/20 + 2 = 202 мА = 0,2 А

где I_{R 2} - дополнительный ток, протекающий через резистор R₂ . Для маломощных транзисторов, используемых в качестве согласующего элемента, дополнительный ток выбирают в пределах 1…2 мА.

Определяют максимальные значения напряжения U_КЭ2 и мощности P_К2 согласующего транзистора: