Курсовая работа: Разработка маломощного стабилизированного источника питания

Очевидно, что в нашем случае можно применить как C-, так и LC-фильтр. Остановимся на схеме сглаживающего C-фильтра.

Что касается компенсационного стабилизатора напряжения, то его схемных решений известно довольно большое количество, однако все они разделяются на два основных типа: схемы параллельного и последовательного типов (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 – Структурные схемы компенсационных стабилизаторов: а) параллельного типа, б) последовательного типа

РЭ – регулирующий элемент,

У – усилитель сигнала рассогласования,

ИЭ – измерительный элемент.

Кратко остановимся на каждом из типов схем стабилизации.

Оба типа схем могут обеспечить близкие по значению коэффициенты стабилизации. Однако схема параллельного стабилизатора обязательно должна содержать балластный резистор R-б, на котором неизбежно будет падать часть напряжения, вследствие чего КПД схемы снижается.

Схема стабилизатора последовательного типа балластного резистора не содержит, регулирование происходит за счет изменения сопротивления регулирующего элемента РЭ. КПД здесь по сравнению со схемой параллельного типа значительно выше.

Следует отметить, однако, что последовательный стабилизатор боится короткого замыкания в нагрузке, а параллельный – нет, т.к. ток КЗ ограничен балластным сопротивлением.

В данном случае более целесообразным является использование компенсационного стабилизатора последовательного типа.

Схема электрическая принципиальная приведена в приложении А на рисунке АЛ.

Стабилизатор работает следующим образом. Часть выходного напряжения снимается с резистивного делителя R3, R4, R5 и на переходе Б-Э транзистора VT2 сравнивается с опорным напряжением (на стабилитроне VD5). Если вследствие изменения входного напряжения стабилизатора, либо изменения напряжения на нагрузке, появляется сигнал рассогласования, то он усиливается и поступает на вход регулирующего транзистора VT1. Регулирующий транзистор изменит свое сопротивление постоянному току таким образом, что выходное напряжение и_вых сохранит свое первоначальное значение с определенной степенью точности, Следует отметить то, что при выборе регулирующего транзистора могут возникнуть определенные сложности, вследствие больших заданных токов нагрузки.

3. Расчет и выбор элементов принципиальной схемы

3.1 Расчет параметров и выбор трансформатора

Выбор трансформатора производится по расчетным максимальным действующим значениям тока и напряжения вторичной обмотки трансформатора f ₂ и U ₂ , с учетом полной мощности трансформатора S .

Определим сопротивление нагрузки при номинальном выходном напряжении по формуле:

где R_н - сопротивление нагрузки, Ом;

U_н – номинальное напряжение на нагрузке, В;

I_нном – номинальный ток на нагрузке, А.

Максимальное и минимальное напряжения на нагрузке с учетом коэффициента регулирования найдем из выражений:

где U_{н max} – максимальное напряжение на нагрузке, В;

К_{р = 0.2} – коэффициент регулирования входного напряжения.

U_{н min} – минимальное напряжение на нагрузке, В.

Далее необходимо определить минимальное напряжение на выходе выпрямителя, исходя из условия работоспособности схемы при максимальном напряжении на нагрузке. Для различных схем стабилизаторов это напряжение будет определяться по-разному.