Návrh síťového napájecího zdroje - Ročníková práce z elektroniky

Zpětnovazební stabilizátor napětí

Pro návrh typu tranzistoru T1 určíme jeho napětí kolektor - emitor:

[V]

Podle vstupního proudu IC1 zvolíme tranzistor z katalogu. Ztrátový výkon T1 je:

[W]

Podle ztrátového výkonu určíme, jestli má být tranzistor opatřen chladičem. Proud Zenerovou diodou volíme tak, aby její pracovní bod ležel za kolenem její závěrné charakteristiky. Zenerovo napětí musí být menší než napětí výstupní. V katalogu vyhledáme u tranzistoru hodnotu h21E. Potřebná hodnota proudu do báze je:

[A]

Hodnota R je dána vztahem:

[Ω]

Z normalizovaných řad zvolíme nejvyšší vyšší hodnotu rezistoru.

Tranzistorem T2 protéká kolektorový proud:

[A]

a je na něm napětí:

[V]

Vypočteme výkonové zatížení:

[W]

V katalogu najdeme vhodný tranzistor a zjistíme parametr H21E.

Bázový proud má hodnotu:

[A]

Výstupním děličem, tvořeným proměnným odporem R2 volíme proud mnohokráte vyšší než je IB2. Jeho hodnota je tedy:

[Ω]

Zvolíme nejbližší vyráběnou hodnotu R2. Pomocí R2 můžeme přesně nastavit požadovanou výstupního napětí U2 tak, aby potenciál běžce R2 vzhledem k zemi byl právě o UBE2 = 0,7 V vyšší, než je velikost napětí na R1.

Funkce stabilizátoru je založena na konstantní velikosti napětí UZD. Vroste-li např. výstupní napětí U2, potom při UZD = konst. vzroste i napětí na R1 a to rychleji než na děliči tvořeném R2. Tranzistor T2 se tak přivře a omezí velikost proudu IB1 tranzistoru T1. Přivřením tranzistoru T1 vzrůstá hodnota odporu jeho dráhy kolektor-emitor a klesá tak výstupní napětí. Z uvedeného popisu je patrno, že stabilizační účinek obvodu roste s tím, jak je nastavena odbočka na R2, resp. na velikosti R1.

Vlastní návrh síťového transformátoru

Uvst= 230 V

f = 50 Hz

Uvýst= 15 V

Ivýst= 2,5 A

ν = 80 % … Zvolíme podle uvedené tabulky

Podle uvedené tabulky odhadneme typ plechu:

EI32

t = 0,35 mm … zvolíme

Kontrola realizovatelnosti:

- proběhla úspěšně podle vztahu:

Vodiče pro vinutí transformátoru se vejdou na transformátorový plech.

Transformátor lze sestrojit.

Vlastní návrh usměrňovače

Uvst = 15 V

Ivst = 2,4 A

U0 = Uvst

U0 = 15 V

UR > 3 . U0

UR > 3 . 15 V

UR > 45 V

Tomu odpovídá dioda:

KY 250 - má tyto parametry:

UR = 100 V

IF = 3 A

Při 1% vyhlazení:

CN = [μF; mA; %, V]

CN =

CN = 10 mF

Hodnoty vyhovují pro kondenzátor 10000/16.

Vlastní návrh stabilizátoru

U1 = 15 V

U2 = 12 V

I2 = 2,5 A

Hodnotám vyhovuje tranzistor KD 366 PNP

h21E = 1000

Hodnotám odpovídá Zenerova dioda

5NZ70 - má hodnoty:

UZ = 9,5 V

IZ = 100 mA

Hodnotě 24,4 odpovídá nejlépe rezistor s odporem 27 Ω.

Tranzistor KC147 NPN odpovídá požadovaným hodnotám.

Jeho H21E = 200

Poslední součástkou potřebnou pro sestavení stejnosměrného zdroje bude tedy proměnný odpor o velikosti 15 kΩ.

ST

F

TR

USM

U0

T1

T2

R1

2