Импульсные стабилизаторы постоянного напряжения

IL cp = Iн мах / (1 - gмах ) = 0,2 / (1 - 0,43) » 0,35 А,

IL мин = IL ср - U п мин gмах /(2 L fп ) = 0,35 - 8,1 * 0,43 / (2 * 0,8 10-3 * 40 103) » 0,3 А;

IL мах = 2 IL ср. - IL min = 2 * 0,35 - 0,3 = 0,4 А.

Определим емкость конденсатора по заданной амплитуде пульсаций в нагрузке:

Cн = Iн мак (1 - gмин) / (2 Uпул fн) =

0,2 (1 - 0,092) / (2 * 40 10-3 * 50 10 3) » 46 мкФ.

Выбираем импульсный [3] электролитический конденсатор К50-19 емкостью 47 мкФ.

Определяем требования к регулирующему транзистору по току и напряжению:

IK maxіі 1,2 IL cp = 1,2·* 0,3 = 0,36 А;

Uкэіі (1,2 ... 1,5) Uн мак = 1,3·* 13,2 » 20 B.

Выбираем транзистор п-р-п типа КТ646Б. Его основные параметры [4]:

IK max= 0,5 A; Uкэ = 40 В; Pk max = 1 Вт;Э мин = 150; Uкэ нас тип = 0,25 В; UБЭ нас = 1,2 В;Ко= 10 мкA; fгр = 250 МГц; Скиъ тип = 10 пФ.

Аналогично определяем требования к импульсному диоду:

Iпpіі (1,2 ... 1,5) ILmax = 1,25·* 0,4 » 0,5 A;обр іі (1,2 ... 1,5) Uн мак = 1,2 ·* 16,5 » 20 В.

Выбираем диод КД212Б. Его основные параметры [1]:

Iпp = 1 А; Uобр = 100 В; Uпр = 1 В; tвост обр = 0,3 мкс.

Зададимся коэффициентом насыщения транзистора VT Кн = 1,1 и током базы

Iбн1 = Кн IL мак / h21Эмин = 1,1 * 0,4 / 150 = 2,7 мA.

Сопротивление резистора в цепи база-эмиттер

R1 = Uбэ нас / (0,1 Iбн1) = 1,2 /(0,1 * 2,7 10-3) » 444 Ом Ю 470 Ом.

Здесь и далее знак Ю указывает на выбор номинала в соответствии с рядом Е24.

Постоянная времени транзистора по схеме ОЭ:


.

Времена включения и выключения транзистора:

С учетом длительности фронтов переключения компаратора (см. раздел 3.4) схемы управления tФ = 0,1мкс:

tвклS = Цt2вкл + t2Ф = Ц0,242 + 0,12 » 0,26 мкс;

tвыкS = Цt2вык + t2Ф = Ц0,222 + 0,12 » 0,24 мкс.

Рассчитаем потери мощности на регулирующем транзисторе:

Pkнас = IL cp UКЭ нас gmax = 0,35 * 0,25 * 0,43 » 0,04 Вт;

Pkдин = 0,5 fn (Uн мак - UКЄ нас) (Iн мак tвклS + IL мак tвыклS) =
,5 * 50 103 * (13,2 - 0,25) (0,2 * 0,26 10-6 + 0,4 * 0,24 10-6) » 0,048 Вт;
PК = Pkнас + Pкдин = 0,04 + 0,048 = 0,08 Вт.

В соответствии с полученными цифрами транзистор должен быть способен рассеять мощность:

Pк макс доп і (1,2 ... 1,5) PK = 1,5 *·0,08 = 0,12 Вт,

что меньше, чем способен рассеять примененный транзистор.

Мощность, рассеиваемая на диоде:

PД = Iн мак Uпр (1- gmax ) + Uн мак fп (IL ьax - IL ьин ) tвос. обр / 6 =

0,2 * 1 (1 - 0,43) + 13,2 * 50 103 * (0,4 - 0,3) * 0,3·10-6 / 6 » 0,11 Вт,

Полученная величина также меньше допустимой для выбранного диода.