Примеры задач по стабилизаторам с решениями
Пример 4.6.1
Исходные данные: Для получения стабилизированного напряжения Uн =5 В на нагрузке Rн=1кОм параллельно ей подключен стабилитрон, вольтамперная характеристика которого приведена на рисунке 4.27.
Рисунок 4.27 – Простейший параметрический стабилизатор и ВАХ
стабилитрона
Определите величину балластного резистора Rб и рассеиваемую на нём мощность, если напряжение источника питания U =12В.
Решение. Из характеристики стабилитрона следует, что на линейном участке ток может изменяться в диапазоне IСТ = 5…40 мА. В середине рабочей области ток стабилитрона IСТ = 22,5 мА, что соответствует выходному напряжению UН = 5 В. Ток нагрузки 
Падение напряжения на балластном резисторе: 
Тогда его величина 
Мощность, выделяемая на балластном резисторе:
Пример 4.6.2
Исходные данные: Параллельный компенсационный стабилизатор напряжения по схеме рисунка 4.28 имеет следующие параметры: U1 = 48±1 В; UН = 14 В; IН=0,25…1,0 А; R1= 20 Ом; Uст = 4,5 В.
Рисунок 4.28 – Схема компенсационного стабилизатора
Определите параметры регулирующего элемента для выбора типового транзистора.
Решение. Транзистор (регулирующий элемент VT1) находится под постоянным напряжением, равным 
. Ток стока должен быть не менее: 
.Мощность, рассеиваемая на стоке 
. Из таблицы 4.1 выбираем полевой транзистор КП709А.
Таблица 4.1 – Параметры некоторых полевых транзисторов
| Тип прибора | Тип проводимости | Uси , В | Iс макс, А | Рмакс, Вт |
| 2П701Б | n | 5…17 | 17,5 | |
| КП705Б | n | 5,4 | ||
| КП709А | n | |||
| КП709Б | n | |||
| 2П802А | СИТ | 2,5 | ||
| 2П803А | n | 2,6 | ||
| 2П803Б | n | |||
| 2П804 | n |
Пример 4.6.3
Исходные данные: Параметры схемы, выполненной на базе интегрального стабилизатора К142ЕН19 (рисунок 4.29) следующие: U1 = 30±1 В; UН = 13 В; IН=0,1 А; Uопор = 2,5 В.
Рисунок 4.29 – Схема стабилизатора
Определите параметры внешнего (навесного) транзистора к интегральному стабилизатору для получения тока нагрузки I Н = 2А.
Решение: Для обеспечения тока нагрузки IН = 2А необходимо подключить транзистор во внешнюю цепь интегрального стабилизатора напряжения, как показано на рисунке 4.30. Каскадный транзистор находится под постоянным напряжением, равным 
. Максимальный ток коллектора равен току нагрузки. Сопротивление балластного резистора R1:
.
Рисунок 4.30 – Схема подключения внешнего транзистора для увеличения тока нагрузки интегрального стабилизатора
Пример 4.6.4
Исходные данные: Параметры компенсационного стабилизатора по схеме рисунка 4.31 следующие: U1 = 10 В; U2 = 20 В; UД = 5,6 В; UЭТ = 6 В; R1=R2=R3=1 кОм.
Рисунок 4.31 – Схема компенсационного стабилизатора
Определите выходное напряжение, если UЭБ=0,6В.
Решение. Выходное напряжение стабилизатора равно:
.
Пример 4.6.5
Исходные данные: Схема параметрического стабилизатора , приведена на рисунке 4.32 и имеет следующие параметры: UВХ = 36 В; U0 = 9 В; R1 = 510 Ом; R2 = 300 Ом; RН = 360 Ом; rd1 = rd2 = 10 Ом; rd3 = 20 Ом.
Рисунок 4.32 – Схема двухкаскадного параметрического стабилизатора
Определите выходное сопротивление стабилизатора (по модулю).
Решение. Поскольку R2 >> r d3 , то выходное сопротивление стабилизатора
.
Пример 4.6.6
Исходные данные: Схема параметрического стабилизатора приведена на рисунке 4.33.
Рисунок 4.33 – Схема параметрического стабилизатора
Определите коэффициент стабилизации по напряжению и КПД схемы.
Решение. Коэффициент стабилизации определяется выражением: 
, где 
. Следовательно 
КПД стабилизатора: 
,
где 
,
.
Тогда: 
.
Пример 4.6.7
Исходные данные: Для схемы мостового стабилизатора напряжения параметры используемых стабилитронов приведены на рисунке 4.34.
Определите напряжение на нагрузке (Rн).
Рисунок 4.34. – Схема параметрического мостового стабилизатора
Решение. Стабилитрон VD1 работает на обратном участке ВАХ (Uобратное), а VD2, VD3 и VD4 – на прямом. Поэтому, напряжение на нагрузке равно
.
Пример 4.6.8
Исходные данные: Для схемы компенсационного стабилизатора рисунка 4.35 имеет место: UВХ = 48 В; Uэт = 6 В; R1 = R2 = R3 = 1кОм.
Рисунок 4.35 – Схема компенсационного стабилизатора
Определите выходное напряжение стабилизатора.
Решение. Выходное напряжение зависит от коэффициента передачи следящего делителя R2, R3, который равен 
. В состоянии покоя напряжение, снимаемое с делителя равно эталонному. Тогда выходное напряжение:
.
Пример 4.6.9
Исходные данные: Параметры компенсационного стабилизатора тока (рис. 4.36) следующие: UВХ = 48 В; Uэт = 6 В; RШ = 0,5 Ом; RН = 3 Ом.
Рисунок 4.36 – Схема компенсационного стабилизатора тока
Определите ток нагрузки стабилизатора.
Решение. В состоянии покоя падение напряжения на шунте должно быть равно эталонному напряжению. Тогда ток нагрузки равен:
.
Пример 4.6.10
Исходные данные: Схема импульсного стабилизатора напряжения приведена на рисунке 4.37.
Рисунок 4.37 – Схема импульсного стабилизатора
Определите выходное напряжение стабилизатора (все элементы идеальные).
Решение. В данной схеме напряжение на выходе зависит от эталонного источника и коэффициента передачи следящего делителя: 
,
.
Пример 4.6.11
Исходные данные: Схема импульсного стабилизатора напряжения приведена на рисунке 4.38.
Рисунок 4.38 – Функциональная схема импульсного стабилизатора
Определите коэффициент стабилизации по напряжению.
Решение. Коэффициент стабилизации компенсационного импульсного стабилизатора определяется петлевым усилением:
Пример 4.6.12
Исходные данные: Схема импульсного регулятора приведена на рисунке 4.39. На этой схеме: Е1 = 8 В; Е2 = 24 В; tи / T = 0,8; T = 1мC, транзисторы идеальные.
Рисунок 4.39 – Функциональная схема импульсного регулятора
Определите среднее значение напряжения на нагрузке U0 .
Решение. При подаче управляющего импульса на транзисторный ключ VT2, происходит запирание ключа VT1 и напряжение источника E2 через открытый диод VD передается в нагрузку. На интервале паузы (T–tи ) при открывании ключа VT1 напряжение двух источников (Е1 + E2 ) прикладывается к нагрузке. Построим диаграмму напряжения в нагрузке (рисунок 4.40).
Среднее значение напряжения на выходе импульсного регулятора равно
Рисунок 4.40 – Диаграмма напряжения в нагрузке
Преобразователи
Дата добавления: 2017-09-19; просмотров: 11088;