 |
 |
|||||||||||||||
Блок питания "Проще не бывает". Часть вторая
Автор: Ага, все-таки зашел? Что, любопытство замучило? Но я очень рад. Нет, правда. Располагайся поудобнее, сейчас мы вместе произведем некоторые нехитрые расчеты, которые нужны, чтобы сварганить тот блок питания, который мы уже сделали в первой части статьи. Хотя надо сказать, что эти расчеты могут пригодиться и в более сложных схемах. Итак, наш блок питания состоит из двух основных узлов - это выпрямитель, состоящий из трансформатора, выпрямительных диодов и конденсатора и стабилизатор, состоящий из всего остального. Как настоящие индейцы, начнем, пожалуй, с конца и рассчитаем сначала стабилизатор. Стабилизатор 
Схема стабилизатора показана на рисунке.
Это, так называемый параметрический стабилизатор. Состоит он из двух частей: Непосредственно за тем, чтобы напряжение оставалось тем каким нам надо, следит стабилизатор, а эмиттерный повторитель позволяет подключать мощную нагрузку к стабилизатору. Он играет роль как бы усилителя или если угодно - умощителя.
Два основных параметра нашего блока питания - напряжение на выходе и максимальный ток нагрузки.
Назовем их: Для блока питания, который мы отгрохали в прошлой части, Uвых = 14 Вольт, а Imax = 1 Ампер.
Сначала нам необходимо определить какое напряжение Uвх мы должны подать на стабилизатор,
чтобы на выходе получить необходимое Uвых. Uвх = Uвых + 3 Откуда взялась цифра 3? Это падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора VT. Таким образом, для работы нашего стабилизатора на его вход мы должны подать не менее 17 вольт. Едем дальше. Транзистор Определим, какой нам нужен транзистор VT. Для этого нам надо определить, какую мощность он будет рассеивать. Считаем: Pmax=1.3(Uвх-Uвых)Imax
Тут надо учесть один момент. Для расчета мы взяли максимальное выходное напряжение блока питания.
Однако, в данном расчете, надо наоборот брать минимальное напряжение, которое выдает БП.
А оно, в нашем случае, составляет 1,5 вольта. Если этого не сделать, то транзистор может накрыться медным тазом,
поскольку максимальная мощность будет рассчитана неверно.
Если мы берем Uвых=14 вольтам, то получаем Pmax=1.3*(17-14)*1=3.9 Вт. То есть, если бы не учли этого, то получилось бы, что расчетная мощность в ПЯТЬ раз меньше реальной. Разумеется, транзистору это сильно не понравилось бы.
Ну вот, теперь лезем в справочник и выбираем себе транзистор. Фу, ну вроде с этим справились. Пошли дальше. Считаем сам стабилизатор. Сначала определим максимальный ток базы свежевыбранного транзистора ( а ты как думал? в нашем жестоком мире потребляют все - даже базы транзисторов). Iб max=Imax / h21Э min h21Э min - это минимальный коэффициент передачи тока транзистора и берется он из справочника Если там указаны пределы этого параметра - что то типа 30…40, то берется самый маленький. Ну, у меня в справочнике написано только одно число - 25, с ним и будем считать, а что еще остается? Iб max=1/25=0.04 А (или 40 мА). Не мало.
Ну давайте будем теперь искать стабилитрон.
Напряжение стабилизации должно быть равно максимальному выходному напряжению блока питания,
то есть 14 вольтам, а ток - не менее 40 мА,
то есть тому, что мы посчитали. 
По напряжению нам страшно подходит стабилитрон Д814Д, к тому же он у меня был под рукой. Но вот ток стабилизации… 5 мА нам никак не годится. Чего делать будем? Будем уменьшать ток базы выходного транзистора. А для этого добавим в схему еще один транзистор. Смотрим на рисунок. Мы добавили в схему транзистор VT2. Сия операция позволяет нам снизить нагрузку на стабилитрон в h21Э раз. h21Э, разумеется, того транзистора, который мы только что добавили в схему. Особо не думая, я взял из кучи железок КТ315. Его минимальный h21Э равен 30, то есть мы можем уменьшить ток до 40/30=1.33 мА, что нам вполне подходит. Теперь посчитаем сопротивление и мощность балластного резистора Rб. Rб=(Uвх-Uст)/(Iб max+Iст min)
где Uст - напряжение стабилизации стабилитрона, Rб = (17-14)/((1.33+5)/1000) = 470 Ом. Теперь определим мощность этого резистора Prб=(Uвх-Uст)2/Rб. То есть Prб=(17-14)2/470=0,02 Вт. Собственно и все. Таким образом, из исходных данных - выходного напряжения и тока, мы получили все элементы схемы и входное напряжение, которое должно быть подано на стабилизатор. Однако не расслабляемся - нас еще ждет выпрямитель. Уж считать так считать, я так считаю (каламбур однако). Выпрямитель Итак, смотрим на схему выпрямителя. 
Ну, тут все проще и почти на пальцах. Учитывая то, что мы знаем, какое напряжение нам надо подать на стабилизатор - 17 вольт, вычислим напряжение на вторичной обмотке трансформатора. Для этого пойдем, как и в начале - с хвоста. Итак, после конденсатора фильтра мы должны иметь напряжение 17 вольт.
Учитывая то, что конденсатор фильтра увеличивает выпрямленное напряжение в 1,41 раза, получаем,
что после выпрямительного моста у нас должно получиться 17/1,41=12 вольт. Едем дальше. Определим емкость конденсатора фильтра. Cф=3200Iн/UнKн
где Iн - максимальный ток нагрузки,
В нашем случае Cф=3200*1/14*0,01=18823. Однако, поскольку за выпрямителем идет еще стабилизатор напряжения, мы можем уменьшить расчетную емкость в 5…10 раз. То есть 2000 мкФ будет вполне достаточно. Осталось выбрать выпрямительные диоды или диодный мост. Для этого нам надо знать два основных параметра - максимальный ток, текущий через один диод и максимальное обратное напряжение, так же через один диод. Необходимое максимальное обратное напряжение считается так Uобр max=2Uн, то есть Uобр max=2*17=34 Вольта. А максимальный ток, для одного диода должен быть больше или равен току нагрузки блока питания. Ну а для диодных сборок в справочниках указывают общий максимальный ток, который может протекать через эту сборку.
Ну вот вроде бы и все про выпрямители и параметрические стабилизаторы.
|
|
|||||||||||||||
 |
 |
 |
 |
|||
|
|
||||
 |
 |
|||
Работоспособность сайта проверена в браузерах:
IE8.0, Opera 9.0, Netscape Navigator 7.0, Mozilla Firefox 5.0
Адаптирован для работы при разрешениях экрана от 1280х1024 и выше.
При меньших разрешениях возможно появление горизонтальной прокрутки.
По всем вопросам обращайтесь к Коту: kot@radiokot.ru
©2005-2024