tify">Определим значение емкости фильтра: 

        

Выбираем  П-образный фильтр. Коэффициент пульсации  на входе фильтра: 

        

Где С₁ = С = 10000 мкФ  

Коэффициент сглаживания фильтра 

        

Индуктивность дросселя L1 

      

Конденсатор на выходе возьмем такой же как  и на входе 

 

     С₂ = 10000 мкФ 

3. Расчет  стабилизатора.

 

Структурная схема стабилизатора напряжения (рис.4.3.1.)

  

 
 

                                          Рис. 4.3.1. 

     Выходное  напряжение U_ВЫХ стабилизатора через делитель напряжения поступает на усилитель сигнала ошибки, где сравнивается с выходным напряжением источника опорного напряжения. С выхода усилителя сигнала ошибки напряжение через транзисторный усилитель мощности поступает на выход стабилизатора. 

1. Транзисторный усилитель.

 

     Транзисторный усилитель является силовым элементом, усиливающим сигнал с выхода усилителя  сигнала ошибки. Основная его задача – согласование по мощности нагрузки стабилизатора напряжения и маломощного усилителя сигнала ошибки. Выбор транзистора производится по току нагрузки I_Н, максимальному напряжению на выходе U_{В_MAX}. Рассеиваемая мощность транзистора с радиатором должна быть не менее I_Н* U_{В_MAX}. 

      В

      Вт 

Выбираем транзистор 2Т819А: Р_кmax = 100 Вт, U_K = 80 B, I_kmax = 15A, h₂₁ = 20. 

     Данный  транзистор не подходит по току базы, т.к. нам не найти ОУ с токовым выходом больше тока базы ( ) , поэтому применим составной транзистор состоящий из 2Т819А(VT1) и КТ630Е(VT2) (Р_кmax = 0,8 Вт, U_K = 50 B, I_kmax = 1A, h₂₁ = 300). 

        

Необходимый базовый ток будет обеспечивать резистор R5. 

Выбираем  R5 = 8.2кОм 
 

2. Усилитель сигнала ошибки.

 

Усилитель сигнала ошибки собираем на ОУ, выбираем ОУ К153УД2 у которого U_ПИТmin = ± 2, I_ВЫХ = 0,5мА 
 
 

3. Источник  опорного напряжения.

 

       Источник  опорного напряжения должен формировать  стабильное напряжение на входе усилителя ошибки. Стабильность источника опорного напряжения определяет качественные показатели стабилизатора, т.к. любые колебания опорного напряжения однозначно проявляются на выходе схемы. По сути источник опорного напряжения является маломощным высококачественным параметрическим стабилизатором напряжения. 

Состоит он резистора R4 и стабилитрона VD1 

Стабилитрон выбираем так, чтобы U_СТ < U_H (на 2-3 вольта) и a (температурный коэффициент напряжения стабилизации) был как можно меньшим. 

Выбираем: КС162А: U_CT = 6.2 B, I_CT = 10 мA, R_CT = 35 Ом.

резистор  Ом

Вт 

Выбираем  резистор МЛТ-0,125 – 910 Ом. 

4. Делитель  напряжения.

 

      Делитель  напряжения обеспечивает согласование заданного выходного напряжения и выбранного опорного. Коэффициент деления рассчитывается по уравнению: 

      

      Коэффициент деления схемы зависит от положения движка подстроечного резистора R2.  

        

        

      Он  используется для точной установки  коэффициента деления в процессе настройки источника питания.  

      Пусть R1 = 800 Ом, R2 = 1,2 кОм, R3 = 2 кОм. 

       мА 

       мВт

      Выбираем  резистор R1 МЛТ-0,125 – 820 Ом 

       мВт

      Выбираем  подстроечный резистор R2 С5-17-0,125 – 1,2 кОм

       мВт

      Выбираем  резистор R3 МЛТ-0,125 – 2 кОм 

      Проверяем: 

       = 0,5 

       = 0.8 
 

4. Расчет  защиты.

 

     Защита  от перенапряжения необходима при выходе из строя силового транзистора стабилизатора. В этом случае высокое напряжение с выхода выпрямителя попадает на нагрузку, которое на длительное перенапряжение не рассчитано. Схема защиты выполнена на транзисторе VT3 и шунте - резисторе R6. как только нагрузка достигает заданного максимально допустимого значения, падение напряжения на шунте вызывает открытие транзистора VT3. Транзистор открывается и шунтирует переход база-эмиттер силового транзистора усилительного каскада. Это приводит к уменьшению тока через VT1. 

      Ом

      Вт 

Выбираем  резистор R6: KNP300 – 0.24 Ом

Транзистор  VT3 выбираем КТ630Е. 

      Для окончательного сглаживания на выходе стабилизатора включим конденсатор С3 К50 35 220 на 10В. 
 

 

5. Моделирование. 

     Моделирование стабилизированного источника питания  производилось при помощи САПР «Electronics Workbench 5.0». Принципиальная схема промоделированного источника питания приведена в Приложение 1, спецификация в Приложении 2.  
 
 
 

6. Разработка конструкции. 

 

Заключение. 

     Спроектированное  и рассчитанное устройство, содержащее реальные компоненты, было продемонстрировано на САПР – «Electronics Workbench 5.0». Результаты моделирования показали, что спроектированное устройство соответствует требованиям технического задания и может быть смонтировано по данной принципиальной схеме.

 

Список литературы. 

1. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник/ Г.С. Найвельт, К.Б. Мазель, Ч.И. Хусаинов и др.; Под ред. Г.С. Найвельта. – М.: Радио и связь, 1986. – 576 с. ил.
2. Проектирование источника электропитания. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Основы электроники». – Вологда. ВоГТУ. 2002. – 44 с.
3. Трейстер Р., Мейо Дж. 44 источника электропитания для любительских электронных устройств: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 288 с.: ил.
4. Устройство электропитания бытовой РЭА: Справочник/ И.Н. Сидоров, М.Ф. Васильев. – М.: Радио и связь, 1991. – 473 с.: ил.
5. Шульгин О.А., Шульгина И.Б. Воробьев А.Б. Справочник о полупроводниковым приборам, аналоговым микросхемам на СD-ROM.; version 1.02