Разработка и исследование компенсационного стабилизатора с импульсным регулированием и входным фильтром
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?ного ряда сопротивлений номинал, близкий к в меньшую сторону (опять же для обеспечения наибольшего тока базы). Ближайшее стандартное сопротивление - 390Ом. Рассчитаем мощность, рассеиваемую на этом сопротивлении. Через этот резистор половину периода ток практически равен нулю, а вторую половину ток равен:
(33)
Средний ток, протекающий через R2, равен половине этого значения, т.е. примерно 25мА. Средняя рассеиваемая мощность равна:
(34)
Я решил взять резистор МЛТ - 0,5 - 3905%, т.к. он обеспечивает определенный запас по рассеиваемой мощности.
7. Выбор стабилитрона VD1 и резистора R5
Стабилитрон VD1 и резистор R5 используются для подачи опорного напряжения на один из входов компаратора. Резистор задает ток, проходящий через стабилитрон. Параметры стабилитронов в основном имеют сходственный характер, поэтому выбор какого-то конкретного стабилитрона существенно не повлияет на параметры всей схемы. Он должен обеспечить подачу опорного напряжения на один из входов компаратора.
Исходя из величины этого напряжения будет рассчитываться делитель для подачи напряжения с выхода на второй вход компаратора. Я выбрал стабилитрон КС147А, обладающий следующими параметрами:
- номинальное напряжение стабилизации Uст.ном.=4,7В.
- номинальный ток стабилизации Iст.ном.=10мА.
- минимальный ток стабилизации Iст.min=3мА.
- максимальный ток стабилизации Iст.max=58мА.
- интервал рабочих температур: -60..+125С.
Ток через резистор при среднем входном напряжении должен быть равен номинальному току стабилитрона, т.к. входной ток компаратора пренебрежимо мал по сравнению с ним, т.е.
(35).
Из этой формулы выразим R5 и определим его величину:
(36).
Ближайшее стандартное сопротивление - 1,5кОм. Определим величину минимального и максимального токов, протекающих по этой цепи, которые будут при минимальном и максимальном входном напряжении соответственно:
(37)
(38)
Величины этих токов лежат в пределах допустимых норм, поэтому можно использовать данный стабилитрон и резистор. Определим среднюю рассеваемую на нем мощность (средний ток через резистор равен 9,35мА):
(39)
Можно взять резистор МЛТ - 0,25 - 1,5к5%.
8. Расчет делителя R6-R7
Для расчета данного делителя необходимо задаться определенным током, протекающим через него. Причем этот ток должен значительно превышать входной ток компаратора (100нА), чтобы последний не влиял на делитель напряжения, а также он должен быть значительно меньше тока нагрузки (0,5А), чтобы в свою очередь не вносить существенного вклада в процесс заряда и разряда конденсатора С2. Таким образом, ток делителя должен быть порядка единиц миллиампер. Поэтому величины сопротивлений R6 и R7 должны быть порядка единиц килоом. Определим коэффициент делителя, т.е. соотношение номиналов его резисторов.
(40)
(41)
т.е. номинал резистора R6 должен в 1,1 раза превышать номинал R7, причем их величины должны быть порядка единиц килоом. В стандартном ряду сопротивлений наиболее хорошо удовлетворяют этому соотношению сопротивления 4,3 и 3,9кОм. Поэтому возьмем в качестве сопротивления R6 4,3кОм, а в качестве R7 - 3,9кОм. Определим ток, протекающий при этом через делитель:
(42)
(43)
Определим мощность рассеиваемую на этих сопротивлениях:
(44)
(45)
Я решил взять в качестве R6 резистор МЛТ - 0,125 - 4,3к5%, а в качестве R7 - резистор МЛТ - 0,125 - 3,9к5%.
9. Расчет резистора R4
На рисунке 8а представлена эквивалентная схема для определения напряжения в точке А, когда компаратор находится в состоянии низкого импеданса. Из нее видно, что:
(46)
На рисунке 8б изображена эквивалентная схема для определения напряжения в точке А, когда компаратор находится в состоянии высокого импеданса. Причем на ней между источником Uвх и точкой А стоят резисторы R1, R2 и R4. Сопротивление резистора R4 значительно больше сопротивлений R1 и R2, поэтому их величинами можно пренебречь и использовать для расчета Rэкв=R4.
(47)
Из последних двух формул выразим изменение напряжения в точке А:
(48)
С другой стороны изменение напряжения в точке А можно определить, зная заданное изменение выходного напряжения следующим образом:
(49)
Выразим из формулы (48) значение сопротивления R4:
(50)
(51)
, поэтому значением величины справа можно пренебречь.
(52)
(53)
Подставим в формулу (52) численные значения всех величин и определим сопротивление R4. Причем в качестве Uвх возьмем максимальное значение входного напряжения, т.к. при этом изменение напряжения в точке А будет максимальным.
(54)
Выберем ближайшее стандартное сопротивление в большую сторону 3МОм, необходимо брать его в большую сторону, т.к. при этом будет обеспечено более маленькое изменение выходного напряжения. Через этот резистор будет протекать очень маленький ток, поэтому на нем мощность рассеивания практически равна нулю. Поэтому я выбрал резистор МЛТ - 0,125 - 3М5%.
Определим величины изменения выходного напряжения при токе коллектора VT1 в режиме ?/p>