Электронды құрылғыларды қоректендіру көздері

 

(2.122) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

R_до =10+4.2=18 Ом

 

Тұрақтану коэффиценті

 

                                                                     (2.123)

 

(2.123) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

                                          

 

Берілгені:

∆U= ± 2B.

I_н=0±0,2A.

K_ст≥80.

∆U_кір/U_кір=± 10 %.

Реттеуші транзистор және оның жұмыс істеу тәртібін таңдау. Минималды кіріс кернеу

 

                                U_{кір.мин}=U_шығ+∆U_шығ+|U_КЭмин                                                (2.124)

 

(2.124) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

                                          U_{кір.мин}=27+2+3=32

 

| U_КЭмин | – Т₁ транзисторының эмиттер мен коллекторы арасындағы кернеу. Оның жұмысы қаныққан облысқа кірмейді. Қуатты транзисторлар үшін, яғни реттеуші элемент ретінде | U_КЭмин| = 1÷3 В тең. Есептеулер кезінде /U_КЭмин/=3 В аламыз.

Кіру кернеудің ∆U_кір/ U_кір=±0,1 өзгерісін ескере отырып, кіру кернеуінің минималды және максималды мәндерін табамыз

 

                                     U_кірмин=1.1U_кір                                            (2.125)

 

(2.125) формуласы бойынша келесі есептеуді жүргіземіз

 

U_{кір мин}=1.1 ∙ 32 = 35.2 В

                                      U_{кір макс} =1.1 U_кір                                          (2.126)

 

(2.126) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

U_{кір макс} =1.1 ∙ 35.2 = 38.9 В

 

Реттегіш транзисторда орналасқан максималды кернеуді U_{КЭ1макс} және максималды қуатты анықтаймыз

 

                          |U_{КЭ1макс}|  = U_{кір макс} – U_{шығ макс}                           (2.127)

 

(2.127) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

                                         |U_{КЭ1макс}|  = 38.9 – 25  = 13.9 В              

                                    Р_Кмакс = | U_{КЭ1макс} | І_н                                          (2.128)

 

(2.128) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

Р_Кмакс =  13.9 ∙ 0.2 ≈ 2.8 Вт

 

ПЧБ түрдегі транзисторды таңдаймыз. Оған сәйкес Р_Кмакс = 3Вт, І_Кмакс = 5А; Һ_21э = 30, | U_КЭмакс | = 60 В.

Беттестіргіш транзистордың  түрі және оның жұмыс істеу тәртібі. Т₂ транзистордың коллекторлық тогы

 

                                 І_К2 ≈ І_Э2  = І_Б1 + І_R1 = + І_R1 = + І_R4              (2.129),

 

мұндағы  І_R4  –  R₄ арқылы өтетін қосымша ток.

Беттестіргіш элемент  ретінде қолданылатын аз қуатты транзисторлар  үшін қосымша ток 1 – 2 мА аралығында алынады. І_R4  = 1,5 мА деп алып, І_К2 = 0,25/30 + 1,5 = 9,8 мА аламыз.

Беттестіргіш транзистордың  максималды кернеуін U_КЭ2  және Р_К2 мәндерін анықтаймыз

                         

           |U_{КЭ2макс} | | U_{КЭ1макс}| = 13.9 В                        (2.130)

 

                              Р_К = І_К2 | U_{КЭ1макс} |   = 9.8 ∙ 10^-3 · 13.9 ≈ 138 мВт        (2.131)

 

(2.131) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

Р_К = І_К2 | U_{КЭ1макс} |   = 9.8 ∙ 10^-3 · 13.9 ≈ 138 мВт

      

МП40 түрдегі транзисторды таңдаймыз.Оның параметрлері І_Кмакс =40мА>9,8 мА, | U_КЭмакс | = 15 В > 11,9 В, Р_К = 150 мВт > 138 мВт, Һ_21э = 20.

Резистордың кедергісі

 

                         R₄ =                                             (2.132)

 

(2.132) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

R₄ =

= 18 кОм

 

Күшейткіш транзистор Т₃ және оның жұмыс істеу тәртібінің таңдауы. Күшейткіш транзистор ретінде аз қуатты транзистор пайдаланылады. Біздің мысалда МП40 түрдегі транзисторды аламыз.

| U_КЭ3 |   = 12 В   | U_КЭмакс| = 15 В берілген кернеуді алып, тірек кернеуді анықтаймыз

 

                                   U_тірек  = U_шығ – |U_КЭ3 |                                       (2.133)

 

(2.133) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

U_тірек  = 27 – 12  = 15 В

 

Мұндай тірек кернеуді алу үшін Д808 түрдегі екі стабилитронды  аламыз.Оның мәндері U_ст = 7 ÷ 8.5В, І_ст = 5 ÷ 38 мА.

Стабилитрондардың тогын  І_ст = 8 мА деп алып, шектеуші кедергіні анықтаймыз

 

                               R =                                          (2.134)

 

(2.134) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

R =

кОм

 

Күшейткіш транзистордың  коллекторлы тогын І_К3  1- 1,5 мА аралықтан таңдап алады. Яғни, Кирхгоф теңдеуінен

 

                                            U_ЭБ + U_ЭБ2 – U_К3  – |U_КЭ1 | = 0                        (2.135)

 

U_ЭБ1,U_ЭБ2 0 екенін ескере отыра, U_К3 |U_КЭ1 | деп аламыз.Осыдан резистордың кедергісін

 

                                       R₃ =                                        (2.136)

 

(2.136) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

R₃ =

кОм

 

мұндағы

 

                   І_К3 І_Э3 1.3 мА                                     (2.137)

 

Ал

 

                                     І_Б2 = І_К2/Һ_21Э                                            (2.138)

 

(2.138) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

І_Б2 = 9.8/20 = 0.49 мА

 

Кернеу бөлшектерінің  есептеуі.Мына өрнектен

 

                                             (R₈ + 0.5 R₇ ) І_бөл U_т                              (2.139)

 

яғни І_бөл – ток, R₆ бөлгіші арқылы өтетін R₇ мен R₈ – ді табамыз

 

                                              R₇ =                                        (2.140)

 

І_бөл бөлшектеуіш токты І_бөл > ( 5 ÷ 10 ) І_Б3 аралықтан аламыз

 

                                І_бөл = 50І_Б3 = 50І_К3/ һ_21б                                 (2.141)

 

(2.141) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

                                              І_бөл = 50∙1.3/20 = 3.3 мА                   

 

және  R₈ = 1.5 кОм деп алып  R₇ = 3 кОм – ға тең болады

 

                                           І_бөл (R₈ + 0.5 R₇ ) U_шығу  - U_т                           (2.142)

 

өрнегі арқылы мынаны табамыз

 

           R₈ =                                 (2.143)

 

(2.143) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

R₈ =

кОм.

 

Конденсаторларды таңдау. Реттеуіштің қозуын болдырмау үшін қосылатын С₁ конденсатордың сыйымдылығы тәжірибе жүзінде таңдалады. Әдетте С₁ 0,5 ÷ 1 мкФ деп алады.Қосылғанда шығыс кедергінің айтарлықтай кемуіне және шығыс кернеудің елеусіз азаюына әкелетін С₂ конденсатордың сыйымдылығын 1000 – 2000 мкФ аралығында таңдайды.С₁ = 0.5 мкФ, С₂ = 1000 мкФ.

Стабилизацияның кедергілік коэффициенті

 

                            К_СТ = К_бөл К₃                                         (2.144)

 

(2.144) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

К_СТ =

 

мұндағы

 

                                           К_бөл =                                             (2.145)

 

(2.145) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

К_бөл =

 

- R₆ ,R₇ ,R₈  бөлшектік кедергінің коэффициенті.

К₃= S_Э R₃= (һ_21Э3/ һ_11Э3 )R₃ = (20/600)·6.8·10³ =220

Егер К_СТ мәні жеткіліксіз болса, онда һ₂₁ тогын күшейтетін коэффициент жоғары Т₂ және Т₃ транзисторларын алу керек.

Тұрақты кернеуді түрлендіру. Әр трүрлі радиотехникалық құрылғыларды токпен қамтамасыз ету үшін әрдайым тұрақты жоғары кернеу қажет.

Тұрақты кернеу көзінің  төмен вольтты кернеуі өңдегіш  арқылы салыстырмалы үлкен амплитудалы  айнымалы кернеуге  түрленеді. Бұл кернеуді түзеткеннен кейін қуат көзі кернеуінен де жоғары тұрақты кернеу аламыз.

Транзисторлардағы кернеу  өңдегіштер екіге бөлінеді: өздігінен  қозатын өңдегіштер (автогенераторлар) және  қуаттылығы күшті өңдегіштер. Өздігінен қозатын өңдегіштер қуатты аз пайдаланытын (50 Вт аспайтын) құрылғыларды қоректендіруге қолданылады. Күшті қуат алу үшін автогенератордан кейін қосылған қуат күшейткіші бар өңдегіштер қолданылады.

Кернеудің транзисторлық  өңдегішінің кеңінен таралған сұлбасының бірі трансформаторлық қайта байланысы бар автогенератор бейнеленген. Тербелістің сенімді қозуын қамтамасыз ету үшін R_1,R₂ кернеу бөлгіші қызмет етеді. R₁ резисторында оларды ашуға қажетті базасына (0,5 – 1 В жуық) түсетін орын ауыстырудың теріс кернеуі пайда болады.

Өндіргіш жұмысы үрдісінде транзисторлар кезекпен ашылып, жабылады, соны салдарынан әр транзистор тогы және шығу кернеуі тікбұрышқа ұқсас импульс кейіпіне айналады. Өңдегіш сыйымдылық  жүктемесі бар түзеткішке жұмыс істеген жағдайда импульстардың ең жоғарғы шебі  шығады.

Өндіргіш тербелісінің жиілігі оның параметріне байланысты болады.Тербеліс жиілігін таңдауда оны арттырса, түзеткіш сүзгісінде өту тегістігін оңай жүзеге асыруға болатынын, бірақ трансформатор өзегіндегі шығындар өсетінін ескеру қажет. Іс жүзінде 0,5-20 кГц шегіндегі жұмыс жиілігі  көп пайдаланылады.

Төмендегідей бастапқы мәліметтерде тұрақты кернеу   өңдегіші есебінің мысалын қарастырайық: Е=10В қоректендіру көзінің (аккумулятордың),U_шығ =200В өңдегіштің шығыс кернеуі және I_шығ = 100 мА шығыс тогы, t_қор  50°С қоршаған ортаның жоғарғы температурасы, f=1000 Гц жұмыс жиілігі.

Қосымша Р_Кмакс=1,5 Вт жылубұрғысыз және Р_Кмакс=15 Вт қосымша бұрғышты қолданаотырып аламыз.

Кілтті режимде жұмыс  істейтін транзизтордың Р_Кср қуатының орташа көрсеткіш ауыстыру кезіндегі активті облыстарында таралатын қуаттың қосындысымен анықталады

 

                    Р_Кср = Р_Котс + Р_Ккнас+ Р_Ка ≈ Р_Кнас+ Р_Ка                         (2.146)

 

(2.146) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

                                         Р_Кср =0.625+0.7≈1.35

 

мұнда

 

                                            Р_Ккнас= 0.5I_Кмакс|U_Кнас |                                    (2.147)

 

(2.147) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

Р_Ккнас= 0.5·2.5·0.5 = 0.625 Вт

                                                                                 (2.148)

 

(2.148) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

 

                                             (2.149)

 

(2.149) формуласы бойынша келесі есептеуді жүргіземіз

 

 

                                                                   (2.150)

 

(2.150) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

 

Алынған Р_Кср-дің көрсеткіші рұқсат етілген Р_Кмакс көрсеткішінен аспау керек. Біздің мысалда бұл шарт қосымша жұлубұрғышсыз орындалады.

Өздігінен қоздырылатын кернеу түрленгіштері тұрақты жүктемеде  үлкен емес қуатты алу үшін қолданылады. Жүктеме өзгерген кезде түрлендіргіштің жұмыс режимі, кернеудің амплитудасы және формасы, теңселу жиілігі өзгереді.

Үлкен қуаттарда және өзгермелі кернеуде қуатты күшейткіштен және төмен қуатты берілген генератордан тұратын кернеудің түрлендіргіштері қолданылады. Осындай генераторда  кернеу тогының өзгеруі берілген генератор жұмысына әсер етпейді.

Күшейткіш кернеу транзистордың  базалық тізбекке қосылған R_б резисторы параметрлерді тастау есебімен транзистор түзету режимге және жүктеме өзгеру кезіндегі стабилизатор режимге қызмет етеді. R_б кедергісі бірнеше есе көп енетін транзистор кедергілерін таңдайды.

Егер алдыңдағы мысалда  мәліметтер және шығатын токтың максималдық  мәні I_шығ =0,04 A болғанда күшейткіш кернеудің түрлендіргіш сызбасын есептеу мысалын қарастырайық.

Қуатты күшейткішті  есептейміз. η=0,85 күшейткішті қолдана отырып, берілген шыққан қуатты Р_шығ алу үшін қажет токтың максимал көрсеткішін және кернеуін аңықтаймыз