Курсовая работа: Регульований компенсаційний стабілізатор напруги

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

Номінальна вихідна напруга Uн , В	15
Номінальний струм навантаження Ін , А	5
Коефіцієнт пульсацій Кп , %	0,01
Коефіцієнт стабілізації Кст	100
Температура навколишнього середовища tср , °З	+20
Кліматичні умови	норм.

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 <}