Расчет стабилизатора первого канала, выбор микросхемы

В настоящее время широкое распространение получили микросхемы - интегральные стабилизаторы напряжения. Источники питания на их основе отличаются малым числом дополнительных деталей, невысокой стоимостью и хорошими техническими характеристиками. Это микросхемы серий 142, К142 и КР142 и аналогичные зарубежные 78хх. В состав серий входят стабилизаторы с регулирующим элементом, включенным в плюсовой провод и с фиксированным выходным напряжением. Параметры некоторых из них приведены в таблице 2, более подробные сведения можно найти в [9, 10].

Таблица 2

Основные электрические параметры микросхем - стабилизаторов серии 142

Для стабилизации напряжения отрицательной полярности применяются микросхемы серий 79Lхх (ток до 0,1 А), 79хх (ток до 1 А) и 79ххКС (ток до 1,5 А). Параметры некоторых из них приведены в таблице 3.

Таблица 3

Основные электрические параметры микросхем – стабилизаторов

серий 79хх и 79ххКС (для отрицательной полярности)

Расчетная схема стабилизатора на микросхеме, который рекомендуется применить в первом канале проектируемого источника питания, представлена на рис. 2, а, б.

Исходными данными для расчета являются: напряжение на выходе стабилизатора U _d1, ток нагрузки I _d1, коэффициент пульсаций напряжения К _п1.

Рис. 2. Расчетная схема стабилизатора на микросхеме:

а – для положительной полярности U _d1; б – для отрицательной полярности

Порядок расчета стабилизатора первого канала следующий:

-по заданному напряжению U _d1 выбирается микросхема (или несколько микросхем) с соответствующим выходным напряжением;

-по заданному току I _d1 проверяется, какая из выбранных микросхем более предпочтительна (I _ВЫХ > I _d1). Допустимо выбирать микросхему с наибольшим выходным током;

-для выбранной микросхемы из допустимых пределов входного напряжения выбирается входное напряжение стабилизатора U _ВХ1;

-выбирается значение входного тока стабилизатора I _вх1= I _d1 или I _вх1 = I _{вых.мах} микросхемы. При I _вх1= I _d1 первый канал будет рассчитан без запаса на перегрузку, при I _вх1= I _{вых. мах} – с запасом. Допускается выбрать любое из этих двух значений на усмотрение студента. Собственный входной ток микросхемы можно не учитывать, так как он весьма мал (около 1 мА);

-рассчитывается коэффициент пульсаций на входе стабилизатора с учетом коэффициента сглаживания микросхемы

К’ _п1= К _п1× К _сгл1.

Полученные значения U _ВХ1, I _вх1 и К’ _п1 будут использованы далее для расчета с помощью ЭВМ выпрямителя первого канала.

Пример расчёта стабилизатора первого канала.

Дано: U _d1 = 12 В; I _d1 = 1,2 А; К _п1 = 0,3%.

По заданному напряжению U _d1 подходящими являются микросхемы КР142ЕН8Б и КР142ЕН8Д. Однако микросхема КР142ЕН8Д не подходит по выходному току (I _ВЫХ < I _d1). У микросхемы КР142ЕН8Б выходной ток 1,5 А (I _ВЫХ > I _d1), поэтому принимает решение использовать эту микросхему.

Входное напряжение микросхемы КР142ЕН8Б составляет 14,5...35 В. Выбираем U _ВХ1» U _d1 + 5 В; то есть U _ВХ1 = 20 В.

Выберем входной ток стабилизатора максимально допустимым для данного типа микросхемы I _вх1 = I _{вых.мах} = 1,5 А.

Коэффициент пульсаций на входе стабилизатора с учетом коэффициента сглаживания микросхемы

К’ _п1 = К _п1× К _сгл1 = 0,3×32 = 9,6%.

Для расчёта выпрямителя первого канала на ЭВМ будут использованы следующие исходные величины:

U _ВХ1 = 20 В; I _вх1 = 1,5 А; К’ _п1 = 9,6%.