double arrow

Стабилизация тока стабилитронов

Ток стабилитронов рис. 17 задаётся резистором R 1, подключённым к источнику питания. Изменение напряжения источника приводит к изменению тока стабилитронов, их сопротивления и в конечном итоге влияет на выходное напряжение стабилизатора.

Для уменьшения влияния изменения напряжения U И на параметры стабилизатора необходимо обеспечить постоянство тока стабилитронов. Обычно для этого используют специальную схему – источник стабильного тока.

VD 3
I К2
U Б2
U БЭ
U СТ
U К
I H ±20%
U Rэ
U КБ
U KЭ
U ЭK
VT 2
R Э
VD 2
R H
VT 1
U И±15%
VD 1
Рис. 19. Расчетная схема стабилизатора
R 1
U H

Напряжение на базе транзистора VT 2 рис. 19 застабилизировано с помощью стабилитрона VD 3, поэтому транзистор включён по схеме общая база.

R 1
Он работает в режиме стабилизатора тока, в котором ток коллектора не зависит от изменения напряжения U И.

Ток коллектора транзистора VT 2 задаёт ток стабилитронов VD 1, VD 2и ток базы транзистора VT 1.

При выборе транзистора VT 1 было принято напряжение U КЭ = 10 В. При этом напряжение U КБ составляет 9,2 В (потенциал базы транзистора VT1 выше потенциала эмиттера на 0,8В). Это напряжение приложено к цепи транзистора VT 2 (U Rэ+ U ЭК = U КБ) и его следует поделить поровну между транзистором и резистором, т.е. U Rэ = U ЭК = 4,6 В.

1. Выбор транзистора VТ2.
С целью уменьшения сопротивления rСТ стабилитронов VD 1 и VD 2зададимся допустимым током через них равным 20 мА.

Учтём также ток базы транзистора VT 1 I Б = 1,2 мА.

По транзистору VT 2 и по резистору R Э должен протекать ток, равный I К2 = (I СТ + I Б) = 21,2 мА.

По полученному току коллектора выбирается транзистор VT 2. Допустимый ток коллектора должен быть больше полученного в расчёте. Проверяется допустимая мощность рассеяния транзистора VT 2.

Р Кдоп > U КЭI K = 4,6∙21,2 ≈ 100 мВт.

По допустимой мощности и току коллектора выбирается транзистор из таблицы 3. Например, применить транзистор малой мощности типа КТ203В.

2. Сопротивление R Э.
Сопротивление R Э = U / I = 4,6 В/21,2 мА = 219 Ом.

Примем номинальное значение сопротивления R Э = 220 Ом.

3. Выбор стабилитрона.
Напряжение на сопротивлении R Э равно U Rэ= 4,6 В. Напряжение
U БЭ2 = 0,8 В. Напряжение U Б2 = (4,6 + 0,8) = 5,4 В. Это напряжение задаётся стабилитроном VD 3.

По справочным данным выберем стабилитрон КС156А с напряжением стабилизации U CT = 5,6 В.

4. Вычисляем величину сопротивления R 1.

Зададим ток стабилитрона VD 3 равным 5 мА. При минимальном напряжении источника U П по сопротивлению R 1 будет протекать ток 5 мА. Прикладывается напряжение U П за вычетом напряжения на диодах VD 3 (5,3 В) и VD 2 (U К = 3,1 В). Эти напряжения в сумме дают U R1 = 8,4 В. Тогда сопротивление
R 1= (20 – 8,4)/5 =2,72 кОм.

Выбираем номинальное значение (округлив в меньшую сторону), например 2,7 кОм (ряд Е24), на схеме обозначается 2К7.

Вычисляется мощность рассеяния на резисторе и выбирается его тип.

Поскольку принято иное значение сопротивления резистора, то следует вычислить фактическое значение тока I R1 = (20 – 8,4)/2,7 = 4,3 мА. Рассеиваемая резистором мощность P R1= I R1 ·UR1= 4,3 мА·8,4 В = 26 мВт.·Можно выбрать резистор с мощностью 1/8 Вт.

5. Определяем реальные сопротивления диодов VD 1 и VD 2.

По диоду VD 1 течёт ток 20 мА (стабилитрон КС170А), по диоду VD 2 (диод КС131А) течёт ток 24,3 мА (ток I К2 и ток стабилитрона VD 3). Воспользуемся графиками рис. 20, на которых указаны токи, протекающие по стабилитрону. Проведем сечения (штрихпунктирные линии) для напряжений стабилизации и токов, протекающих по стабилитронам.

Согласно построению сопротивление диода VD 1 составляет примерно 10 Ом, сопротивление диода VD 2 примерно 21 Ом. Общее сопротивление, включённое в цепь базы транзистора 1, составляет 31 Ом (rСТΣ = 31 Ом).

I CT= 15мА
Ом
rСТ
I CT= 25мА
20
0
Рис. 20. Зависимость сопротивления стабилитрона от тока стабилизации
5 10 15 В U СТ
20мА
30мА


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: