Расчёт простого компенсационного стабилизатора

[Сырник]

вроде бы как простая тема, но я всё никак не могу найти статью, где написан расчёт резисторов компенсационного стабилизатора, изображённого во вложении.

перекопал несколько тем в поисковике и онлайн калькуляторов, пробовал рассчитать и везде получались какие-то странные сопротивления. то десятки ом, то наоборот сотни килоом или мегомы, а то и вообще отрицательные сопротивления.

суть такая. после моста напряжение 8В. на выходе должно быть 5В. нагрузка будет около 100-150мА, чтобы запитать кучку микросхем: 74LS145, atmega32a, SFH-506, DS1307, ULN2003, К176ИД3, К555ТЛ2.

может кто-нибудь дать ссылку на метод расчёта, рассчитать либо написать название книжки, где это можно найти?

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[vrytsev]

Может поставить типа LM7805.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[colorad]

31 минуту назад, Сырник сказал:

atmega32a, ULN2003

Нагрузка подключаемая к ULN2003 создаст  пульсации . Стабилизатор слишком простой .

Расчет проистекает из приведенных вами характеристик и h21 транзисторов . Можно подобрать номиналы в симуляторе .

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[z_vip]

Если это тех задание/курсовая, то расчет достаточно сложен без понимания сути

Здесь нужна куча допущений - бета Q16 ? какая ?

ток через стабилитрон? какой задать?

и важное как измеряли напряжение после моста? нужно напряжение вторички трансформатора и ее сопротивление

8 В это не о чем не говорит - нет амплитуды пульсаций

а так проще в симулятор и подбирать резисторы

Удачи

[z_vip]

П701 по даташиту имеет минимальное напряжение насыщения 2,3 В(0,5 А коллектор и 0,1 А база) - стабилизатор при 8 В входного работать правильно не будет - нечем будет стабилизировать!!! И бета у него от 15

Нужно заменить на современную элементную базу!

[vg155]

1 час назад, Сырник сказал:

может кто-нибудь дать ссылку

Зачем ерундой страдать?

[z_vip]

@vg155 ну ТС хочет разобраться, что к чему

[Сырник]

сопротивление вторичной обмотки: 3,8ом

напряжение вторичной обмотки: 7,6В.

напряжение после диодного моста: 8,4В

нет, это не задание. хочу понять базу хоть как-то. Как это рассчитывается хотя бы приблизительно.

40 minutes ago, z_vip said:

П701 по даташиту имеет минимальное напряжение насыщения 2,3 В(0,5 А коллектор и 0,1 А база)

т.е. напряжение на входе должно быть на несколько вольт больше суммы напряжения насыщения и напряжения на выходе. А это около 10В.

40 minutes ago, z_vip said:

Нужно заменить на современную элементную базу!

тогда заменим П701 на КТ815. во вложении подопытный. В=50.

Изменено 13 января, 2023 пользователем Сырник

[Сырник]

1 hour ago, z_vip said:

ток через стабилитрон? какой задать?

по справочнику ток стабилизации 10мА.

[vg155]

4 минуты назад, Сырник сказал:

ток стабилизации 10мА

Так в чем сложность посчитать резистор? 

[z_vip]

@Сырник отлично ! надо заменить П701 на КТ815-КТ817(Бета от 25)

Теперь по расчету (в дебри не вдаемся если хочешь можешь погуглить как работает  эмиттерный повторитель ) - Q16 работает как эмиттерный повторитель , то бишь учитывая напряжение база-эмиттер Q16 0,6 В, то напряжение на базе Q16  примем 5,6 В

Теперь важно Минимально допустимый ток стабилизации стабилитрона КС133а 3 мА - примем за 5 мА

Следовательно ток протекающий через резистор R49 должен обеспечивать ток втекающий в базу Q16  (150 мА / Бету 25) = 6 мА + 5 мА (тока стабилитрона) итого 11  мА

Теперь напряжение на резисторе R49 - заложимся на минимальное входное 7 В, тогда на резистор R49 падает 7 В - 5,6 В = 1,4 В

и сопротивление R49   1,4 В / 0,011 А = 127 Ом.

Проверим ток через R49 при максимальном входном 9,6 В - 9,6 В - 5,6 В = 4 В / 127 Ом = 0,031 А

31 мА не критичен для стабилитрона и транзистора КТ315(на нем будет рассеиваться 0,125 Вт)

Все формулы приводить нет смысла, я их с 85 года не считал, пользовался осциллографом для проверки напряжения на конденсаторе фильтра, а сяз есть симулятор

для определения исходных данных

КТ815 если заменить на транзистор с большей бетой, то можно уменьшить ток в базу (тут сам посчитаешь) и КТ315 на BC546  увеличит стабильность напряжения

Резисторы регулировки напряжения(то бишь делитель напряжения) считаются аналогично, только нужно учесть напряжение стабилитрона и база-эмиттер КТ315

Удачи

Изменено 13 января, 2023 пользователем z_vip

[z_vip]

@Сырник посмотрел ваш 815 - бета 50 при токе эмиттера 6,1 мА - что вполне укладывается в параметры даташита - то бишь мой расчет R49(взять из готового ряда 130-150 Ом) можно оставить в силе, так как при большем токе бета падает обычно

Мощность на КТ815 в худшем случае 0,7 Вт, так что можно обойтись без радиатора

[avv_rem]

12 часов назад, Сырник сказал:

может кто-нибудь дать ссылку на метод расчёта

Фигня это будет, а не стабилизатор.

Выходной ток 150мА. Добавляем 10мА на стабилитрон и делитель регулятора напряжения. Получаем в итоге ток эмиттера мощного транзистора 160мА.
h21Э мощного транзистора равен 50. Значит, ток базы 160 / (50 + 1) = 3,137мА.
Даже без учета тока коллектора Q15 на резисторе R49 упадет напряжение 0,003137 * 4700 = 14,75в.
Схема выйдет на режим стабилизации при входном напряжении не менее
14,75 + 5 + 0,65 = 20,40в.

Выводы:

• На месте Q16 должны стоять минимум два транзистора.
• Сопротивление R49 нужно уменьшить в несколько раз, а лучше вообще заменить генератором стабильного тока.

Попутно:
Сопротивление R52: Снижаем до 1кОм. Просто потому, что это широко распространенный номинал.
Сопротивление R50: (5в – 3,3в) / 8мА = 212,5ом. Подойдет 220ом.
Сопротивление R53: (3,3в + 0,65в) / 1,5мА – 500ом = 2133ом. Подойдет 2,2кОм.
Сопротивление R51: (5в – (3,3в + 0,65в)) / 1,5мА – 500ом = 200ом.

И трансформатор у тебя слишком слабый. Смотри график зависимости напряжения на выходе выпрямителя от нагрузки.

Изменено 14 января, 2023 пользователем avv_rem

[urban radio amateur]

Гершунский Б.С. Справочник по расчету электронных схем (1983)

Корис Р., Шмидт-Вальтер X. Справочник инженера-схемотехника (2008)

Zener Theory and Design Considerations_2017_onsemi

Design Guide for Rectifier Use by hammondmfg.com

Как кучу микросхем, среди которых ТТЛШ, запитать от 150 мА? У них во время переключения возникают большие динамические потери, потребление намного больше, чем в статическом режиме. Расчёт тока потребления даётся в даташите на микросхему, он зависит от тактовой частоты. Выходной ток стабилизатора - порядка единиц ампер, соответственно, при мостовом выпрямителе и ёмкостном фильтре ток вторички трансформатора должен гарантировать в 1,6 раз больше ампер.

[vg155]

7 минут назад, urban radio amateur сказал:

Как кучу микросхем, среди которых ТТЛШ, запитать от 150 мА?

Да это не важно. Важнее создать тему и побазарить.

[Сырник]

чтож, да. трансформатор у меня небольшой. перемотанный от старого калькулятора.

25В 0,2мм по переменке для сегментов и сеток, 7,6В 0,3мм проводом для логики и 4В 0,2мм для накала. сам индикатор ВЛИ на 9 разрядов.

мега32 будет работать на минимальной частоте внутреннего генератора. т.е. 1МГц. больших расчётов там не будет. ещё подумаю, как её спускать в сон с пробуждением по прерываниям для обновления индикатора, опроса часов и INT0, INT1.

спасибо всем за помощь, теперь есть хоть какое-то представление...

Изменено 14 января, 2023 пользователем Сырник

[Нэцкэ]

Вот если бы  вы  изучали радиоехнику  ,  то компесационый стаиизатор ,по науке пульсаций не дает 

Изменено 14 января, 2023 пользователем Нэцкэ

[colorad]

33 минуты назад, Сырник сказал:

как её спускать в сон с пробуждением по прерываниям для обновления индикатора,

Если индикатор будет постоянно включен - это не обязательно .  На 1Мгц потребление приближается к потреблению работающего сторожевого таймера , если отключить компаратор и АЦП . И не надо ставить ТТЛШ микросхемы . Ставьте КМОП,  как сам МК .   Не уж-то у мега32 ножек мало ?  Тогда 595 регистры по КМОП технологии .

А если поставите кварц на 32768, то частота и потребление еще снизятся

[Сырник]

ножек достаточно. ещё 2 свободные даже есть после установки дешифратора для управления К161КН1А.

У индикатора будет 2 режима работы. Активный режим, когда индикатор будет светить в полную яркость, и дежурный режим, в котором буду его на половину глушить.

ADC не могу отключить, т.к. на нём завязаны 3 кнопки. хотя при наличии 2 свободных выводов и ещё одного под кнопки - вполне можно раскидать и отключить АЦП.

36 minutes ago, colorad said:

не надо ставить ТТЛШ микросхемы . Ставьте КМОП,  как сам МК

попробую раздобыть 74HC145 и 74HC14. К176ИД3 и так МОП.

Из всего в меге мне надо: TWI, UART, ADC?, INT0, INT1, 2 прерывания по совпадению. одно будет обновлять индикатор и опрашивать кнопки, а другое - гасить индикатор для дежурки.

ну если-кому-то будет интересно, что за девайс, то:
Summary - Overview (azure.com)

Изменено 14 января, 2023 пользователем Сырник

[colorad]

1 час назад, Сырник сказал:

девайс

Q8 - кмк эмиттер не правильно подключен .

 

[Andrey Z]

Л.Н.Бочаров, С.К.Жебряков. Расчет электронных устройств на транзисторах. МБР-963. 1978г

Изменено 14 января, 2023 пользователем Andrey Z

[Сырник]

Я думал никто не посмотрит.

Да, там ошибка в управлении реле. P-n-p транзистор не откроется от нуля на базе. Поэтому там тоже надо переделать.

Изменено 14 января, 2023 пользователем Сырник

[Romy96]

Б.С Гершунский "Расчет основных электронных и полупроводниковых схем в примерах" Там есть подробнейший расчет 

[Алекс-1112]

Или опять же   Б. С. Гершунский. Справочник по расчету электронных схем.