пульсації на виході фільтра [2]:
ФВИХ: q=UФВХ/UФВИХ.
Для однозвенной фільтрів q=3? 16.
Згладжувальні RC-фільтри мають прийнятні для електронної техніки малі габаритні розміри, масу і вартість, але низький до п.д. (зазвичай становить 0,6? 0,8), що робить їх застосування доцільне при невеликих випрямлених токах.
Опором резистора R зазвичай задаються в межах 0,15? 0,5 ??опору навантаження.
При розрахунку параметрів, знаючи коефіцієнт згладжування фільтра q, визначають твір R * С і з нього знаходять ємність конденсатора. При частоті живильної мережі 50 Гц R * С=3 * 103 * q/m. Тоді, С=(3 * 103 * q)/(m * R), де С - ємність конденсатора в мікрофарадах; m - число пульсацій за період, яке приймається рівним 2 для однофазних мостових схем випрямлення [2]:
R * С=3 * 103 * q/m=3 * 103 * 5/2=7500 Ом * мкФ;=2 * (a + b) * w2,1=2 (15 + 21) * 230= 1,656 * 10-4 м; =? * L/S=1,75 * 10-8 * 1,656 * 10-4/0,115 * 10-6=2,52 Ом;
С=R * С/R=+7500/2,52=2 976 мкФ.
Значення ємності конденсатора вибирають за довідником із стандартного ряду. Можна вибрати конденсатор типу К50-24 +3000 мкФ з номінальною напругою 16 В.
.3 Стабілізатор напруги
Основою стабілізаторів постійної напруги, як правило, є напівпровідникові стабілітрони. Завдяки особливій формі їх вольтамперних характеристик вдається отримати стабільну вихідну напругу в досить широкому діапазоні зміни струму стабілітрона.
Для забезпечення допустимого режиму роботи стабілітрона послідовно з ним включається обмежувальний опір RО. Його вибирають виходячи з умови: струм стабілітрона у всіх режимах роботи стабілізатора не повинен виходити за межі робочого діапазону стабілітрона - від мінімального струму стабілізації IСТMIN до максимального струму стабілізації стабілітрона IСТMAX.
Іноді з метою зменшення впливу температури навколишнього середовища на вихідну напругу стабілізатора послідовно зі стабілітроном включають діод VD3 або точно такий же стабілітрон, але включений в протилежному напрямку (VD2). В останньому випадку стабілітрон працює на прямий галузі вольтамперної характеристики (тобто як діод).
Опір навантаження стабілізатора RН повинно бути багато менше обмежувального опору.
Обмежувальне опір можна визначити так [4]: ??
=(UВХ- UСТ)/[(IСТMAX- IСТMIN)/2].
Тут UВХ і UСТ - вхідний і середнє вихідна напруги стабілізатора.
Якщо опір навантаження порівнянно з обмежувальним опором, то обмежувальний опір вибирається з урахуванням струму в навантаженні.
Якість роботи стабілізаторів оцінюється кількісно за коефіцієнтом стабілізації, який являє собою відношення відносного значення діапазону відхилення вхідної напруги та відповідного відносного значення зміни напруги на виході стабілізатора [4]: ??
СТ=(? UВХ/UВХ)/(? U вих/UСТ),
де? UВХ і? U вих - відхилення напруги на вході і виході стабілізатора
Для збільшення стабилизируемого напруги стабілітрони можуть бути включені послідовно. Паралельне включення стабілітронів неприпустимо.
Навантажувальні характеристики стабілізатора можна поліпшити, якщо параметричний стабілізатор доповнити електронним повторювачем напруги (рис 4.3).
Рис 4.3 Параметричний стабілізатор з електронним повторювачем напруги
У цьому стабілізаторі струм навантаження відділений від струму обмежувального опору, тому при зміні навантаження режим роботи стабілітрона не змінюється і напруга на базі транзистора залишається практично незмінним. Отже, напруга на емітер транзистора (тобто вихідна напруга емітерного повторювача) також практично не змінюється, що забезпечує значне підвищення коефіцієнта стабілізації.
Вихідні дані для розрахунку:
номінальне значення вихідної напруги U вих=15 В;
мінімальний струм навантаження Iнmin=50мА;
максимальний струм навантаження Iнmax=150 мА;
коефіцієнт стабілізації kст=3;
коефіцієнт пульсації на вході стабілізатора kпвх=0,05
відносне відхилення напруги мережі у бік пониження amin=0,09;
відносне відхилення напруги мережі в бік підвищення amax=0,1;
Вибираємо стабілітрон VD1 - KC509A з наступними параметрами:
напруга стабілізації Uст=15В;
граничні струми стабілізації Iстmin=0.5 мА; Iстmax=150 мА;
диференціальний опір Rст=15 Ом;
Уточнюємо вихідна напруга стабілізації U вих=Uст=15 В.
Визначаємо максимальний коефіцієнт стабілізації [4]: ??
.
Визначаємо номінальне, мінімальне і максимальне значення вхідної напруги стабілізатора [4]: ??
Теоретично обидва розрахованих значення повинні збігатися. У нашому випадку
приймаємо Uвх=50 В, отримуємо [4]: ??
вхmin=50 * (1-0,09)=45,5 В;
; вхmax=50 * (1 + 0,1)=55 В.
Ви...