Элементы теории.

Исходные данные.

1. Характеристики нагрузки.

2. Тип стабилитрона.

3. Характеристики питающего напряжения.

Содержание пояснительной записки.

1. Схема стабилизатора с нагрузкой.

2. Рисунки и расчеты, поясняющие процесс определения параметров стабилизатора.

3. Значения максимальных отклонений напряжения на нагрузке при заданных изменениях возмущающих факторов.

Элементы теории.

Расчет параметрического стабилизатора.

Параметрическим стабилизатором называется устройство, схема которого представлена на рис.1.

Рис.1 Параметрический стабилизатор с нагрузкой

При колебании входного напряжения в пределах Uвх₀ ± ∆ Uвх и сопротивления нагрузки напряжение на нагрузке также изменяются. Параметры элементов схемы стабилизатора выбираются таким образом, чтобы обеспечить минимально возможные колебания на нагрузке при заданных изменениях основных возмущающих факторов, а именно: колебаниях величины питающего напряжения и изменений величины сопротивления нагрузки. Для расчетов используются различные методы, одним из которых является графоаналитический.

Графоаналитический метод расчета параметрического стабилизатора.

Метод основан на теореме об активном двухполюснике и иллюстрируется рис.2.

Рис. 2 Внешняя цепь как эквивалентный генератор для стабилитрона.

Как видно из рис.2 всю схему по отношению к стабилитрону UD можно рассматривать как активный двухполюсник с параметрами Uхх и Rвх.

Причем,

1

2

3

Параметры схемы выбираются таким образом, чтобы при всех колебаниях возмущающих факторов рабочая точка P стабилизатора не выходила за пределы рабочего участка АВ вольтамперной характеристики стабилитрона см. рис.3а.

Здесь кривая ОАВМ – обратная ветвь вольтамперной характеристики стабилитрона. Участок АВ является рабочим участком, который используется для стабилизации напряжения.

Отрезок КЗ₀ – ХХ₀ - внешняя характеристика активного двухполюсника.

Точка КЗ₀ определяется по формуле 3.

Точки ХХ₀ = Uхх₀ определяются по формуле 1.

Рабочая точка P₀ получается как пересечение ВАХ стабилитрона и внешней характеристики активного двухполюсника.

На рис. 3б показано влияние колебаний питающего (входного) напряжения стабилизатора на положение внешней характеристики активного двухполюсника (а следовательно и на положение рабочей точки).

Нижний отрезок соответствует Uвх = Uвх - ∆ Uвх, а верхний отрезок соответствует Uвх = Uвх + ∆ Uвх

Откуда

Рис.3

На рис. 3в показано влияние изменения сопротивления нагрузки на положение нагрузочной прямой (Вольтамперной характеристики активного двухполюсника).

Ток короткого замыкания не зависит от величины сопротивления нагрузки

(принимаем Uвх=Uвх₀)

Как видно из рис.3б и рис.3в колебания возмущающих факторов вызывают перемещение рабочей точки. Эти перемещения позволяют определить колебания напряжения нагрузки, вызываемые возмущающими факторами.

Зная параметры схемы стабилизатора можно определить с помощью Рис. 3б или Рис. 3в конкретные значения колебаний напряжения нагрузки уже готового стабилизатора.

Если параметры элементов схемы известны неполностью, то недостающие параметры подбираются с учетом основного требования: при всех изменениях возмущающих факторов рабочая точка е должна выходить (в пределах рабочего участка АВ) за требуемые пределы.

Подбор осуществляется изменением параметров элементов, которые не лимитируются исходными данными: изменением величины R_δ изменением типа стабилитрона и т.д.

Дата добавления: 2015-07-08