Расчет компенсационных стабилизаторов напряжения

        В качестве интегрального стабилизатора напряжения выбираем ИМС серии SD 1084. Составляем схему стабилизатора (рис. 4.2).

Рис. 4.2

        Выбираем навесные элементы в соответствии и с методикой изложенной в [4].

Рабочее напряжение стабилитрона VD1 определяем из соотношения

        UVD1 = 0.9 Uвых  = 0.9 ´ 15 = 13.5 В.                              (4.43)

Выбираем тип стабилитрона и выписываем его основные параметры:

        стабилитрон 2С515А;

        I VD1 = 45´10-3 А – средний ток стабилизации;

        r VD1 = 25 Ом – дифференциальное сопротивление стабилитрона.

Рассчитываем сопротивление резистора R1

        R1 = 0.9Uвых / I VD1= 0.9´15 / 45´10-3 = 300 Ом.           (4.44)

РR1 = 0.9Uвых´I VD1= 0.9´15´45´10-3 = 608´10-3 Вт.   (4.45)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МТ-1,0  300 Ом ±5%.

        Рассчитываем сопротивление делителя R2R3

        R23 = UVD1 / ( 3´ Iп) = 13.5 / ( 3 ´ 5´10-3) = 900 Ом,      (4.46)

где Iп – ток потерь микросхемы, А (5´10-3 А).

        Рассчитываем сопротивление резисторов R2 и R3:

        R2 = 2 ´ R23 / 3 = 2´ 900 / 3 = 600 Ом,                        (4.47)

R3 = R23 / 3 = 900 / 3 = 300 Ом,                                   (4.48)

РR2 = (3´ Iп)2 ´ R2 = 600´225´10-6 = 135´10-3 Вт,      (4.49)

РR3 = (3´ Iп)2 ´ R3 = 300´225´10-6 = 67.5´10-3 Вт.     (4.50)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резисторы  типа МТ-0,25  600 Ом ±5% и СП5-16Т  300 Ом ±5% соответственно.

        Конденсаторы С1 и С2 имеют емкости 100мкФ и 5мкФ соответственно. Более точный расчет емкости конденсаторов и их выбор производится в соответствии с данными про сопряженные со стабилизатором устройства.

        5. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ОШИБОК

        Качество работы компенсационного стабилизатора напряжения во многом зависит от разброса параметров электронных компонентов, входящих в его состав. Во многом это связано с невозможностью изготовления компонентов с одинаковыми параметрами. Сильное влияние на разброс параметров оказывает колебания температуры окружающей среды и температуры мощности рассеивания этих элементов. С целью уменьшения колебаний параметров от температуры мощности рассеивания для элементов высокой мощности устанавливаются радиаторы.

        Для примера влияния разброса параметров элементов на работу компенсационного стабилизатора напряжения приведем расчет основных параметров схемы для критических случаев с помощью ЭВМ (Приложение 6).

        Физические явления в компонентах устройств, вызывающие переход в подмножество неисправных состояний, называется дефектами. В зависимости от структуры системы дефект может порождать или не порождать ошибку. Ошибка не всегда следствие дефекта. Одна и та же ошибка может быть следствием разных дефектов [5].

        Приводим расчет работы схемы на отказ.

Таблица 5.1

        Рассчитываем наработку на отказ

        Т0 = 1 / l = 1  /  0.81´10-6 = 123456.79 час,                  (5.1)

где l  - интенсивность отказов.

        Рассчитываем вероятность отказов

                                                                ,                               (5.2)

                                                                                .               (5.3)

        Строим график вероятности отказов.

Рис. 5.1

6.  ВЫВОД

Курсовой проект выполнен в соответствии с заданием на проектирование, и полученные результаты удовлетворяют требованиям действующих ГОСТов на радиоаппаратуру. По результатам проверки и анализа работы схемы видно, что данная схема отличается высокой работоспособностью и наработкой на отказ. В данный момент наиболее перспективно использование компенсационных стабилизаторов напряжения на базе ИМС, так как это снижает затраты на монтаж, уменьшает энергоемкость стабилизатора, уменьшает его габаритные размеры, что сказывается на стоимости устройства.

В данной схеме возможно установить элементы индикации о состоянии регулирующего элемента, о перегрузке компенсационного стабилизатора, о наличии питающего напряжения. Кроме вышеперечисленного возможно установить в схеме тепловую защиту регулирующего элемента.

При выборе элементной базы производился сравнительный анализ отечественного и импортного ассортимента радиоэлементов. Анализ проводился по качественным, технологическим и экономическим показателям. В большинстве случаев предпочтение было отдано в пользу отечественных компонентов. 

7.  СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1.      Гершунский Б.С. Справочник по расчету электронных схем. - К: Вища школа, 1983. - 240с.

2.      Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Аналоговая и цифровая электроника» для студентов специальности 7.091.002. / Составитель И.П.Пашкин. – Житомир: ЖИТИ, 1998,- 35с.

3.      Терещук З.М., Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя. – К: Наукова думка, 1989. – 820с.

1	2	3	4	5