Проектирование интегрального стабилизатора напряжения

Федеральное агентство  по образованию Российской федерации

 

Санкт-Петербургский  государственный Электротехнический Университет 

Кафедра МОЭВМ

 

 

 

 

Курсовая  работа

Схемотехника

 

«Проектирование интегрального стабилизатора напряжения»

 

Вариант № 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                

 

 

 

Факультет: ФКТИ

Группа: 3351

Студент: Калишенко Е.Л.

Проверил: Соколов Ю.М.

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2005 год

 

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание

 

Параметры	Значение
Номинальное выходное напряжение	15
Максимально допустимый ток нагрузки	1,2
Падение напряжения вход-выход, не более	3
Диапазон допустимых входных напряжений Uвх. min Uвх. max	18 30
Ток потребления в  режиме холостого хода, не более (мА)	8
Коэффициент стабилизации, не менее	5x103
Выходное сопротивление, не более	2*10-3
Относительная температурная  нестабильность выходного напряжения, не более
Коэффициент сглаживания  пульсаций, не менее дБ
Диапазон рабочих температур	-

Общие сведения об источниках вторичного питания

 

ИВЭП, как правило, преобразуют  напряжение сети U_c=220В±10% (переменное, нестабилизированное, f=50Гц) в стабилизированное низковольтное напряжение с малой пульсацией: U_вых=15В±0,1%.

Это обусловлено тем, что большинство электронных  устройств и приборов питается от стабилизированного постоянного низковольтного напряжения.

1) Типовая структура ИВЭП:

 

   

1. силовой понижающий трансформатор, преобразующий высокое переменного входное напряжение в низкое переменное той же частоты и осуществляющий гальваническую развязку между входом и выходом ИВЭП;
2. выпрямитель и фильтр (например, диодный мостик с конденсатором на выходе), преобразующие низкое переменное напряжение в низкое постоянное напряжение с некоторой пульсацией;
3. стабилизатор постоянного напряжения: стабилизирует выходное напряжение, уменьшает выходное сопротивление ИВЭП, уменьшает пульсацию выходного напряжения.

 

Пульсацию входного напряжения стабилизатор воспринимает как нестабильность и стабилизирует напряжение. Основной недостаток структуры ИВЭП - большие габариты и вес силового понижающего трансформатора, что обусловлено большим количеством обмотки для работы на низкой частоте (50 Гц).

 

2) Перспективная структура ИВЭП:

 

 

 

 

  u                u              u         u         u 

    t      t   t              t              t 

 

 

     (до 1 блока)      (после 1 блока)   (после 2 блока)  (после 3 блока)   (после 4 блока)

 

1. высоковольтный выпрямитель с фильтром (например, диодный мостик с конденсатором на выходе), преобразующий высоковольтное переменное напряжение в высоковольтное постоянное напряжение с некоторой пульсацией;
2. преобразователь напряжения: преобразует высокое постоянное напряжение в низкое переменное, как правило, прямоугольной формы;
3. выходной выпрямитель и фильтр: преобразует низкое переменное напряжение в низкое постоянное;
4. стабилизатор постоянного напряжения (во многих случаях интегральный),в основном необходим для уменьшения выходного сопротивления.

 

 

В перспективной структуре, также как и в традиционной, в преобразователе напряжения 3 есть силовой понижающий трансформатор, но он работает на частотах f_k=50-100 кГц, что много больше f_с , и значит его габариты и вес в десятки раз меньше, чем в традиционной структуре.

Таким образом двойное  преобразование переменного напряжения в постоянное в перспективной  структуре необходимо только для  того, чтобы силовой понижающий трансформатор работал на высокой частоте и следовательно имел меньшие габариты и вес.

 

Стабилизаторы постоянного напряжения и их параметры

 

 

СПН – электронное  устройство, стабилизирующее постоянное напряжение на его выходе U_вых при изменении в широких пределах входного напряжения U_вх и тока нагрузки I_н.

Нестабильность U_вх обусловлена нестабильностью сети, а нестабильность тока нагрузки I_н связана с изменением эквивалента нагрузки R_н электронного устройства, получающего питание с выхода стабилизатора.

 

Основные  параметры СН:

1. U_вых, В – номинальное выходное напряжение;
2. I_н.макс, А – максимальный ток нагрузки (СН должен стабилизировать выходное напряжение с заданной точностью при изменении тока нагрузки от 0 до I_н.макс);
3. k_ст – коэффициент стабилизации СН:

                                    k_U – коэффициент передачи по напряжению;

4. R_вых – выходное сопротивление СН:

                                   R_вых =∆U_вых/∆I_н;

5.  – относительная температурная нестабильность выходного напряжения:

                                                 

Параметры идеального СН:

U_вых ® const          k_ст ® ¥

I_н.макс ® ¥               k_U ® 0

В плане параметров k_ст и k_U идеальный СН дуален идеальному усилителю, который должен  усиливать входной сигнал (k_ст ® 0, k_U ® ¥), а идеальный СН должен его ослаблять, воспринимая как нестабильность.

R_вых ® 0, поэтому идеальный СН дуален идеальному стабилизатору тока.

     СПН классифицируются:

1. Параметрические СН. Их действие основано на нелинейности ВАХ кремниевых стабилитронов или диодов.
2. Компенсационные СН. Их действие основано на общей отрицательной обратной связи (ООС), стабилизирующей напряжение на выходе СН. Регулирующий элемент (РЭ) в этих СН работает в непрерывном (активном) режиме, поэтому на нем рассеивается достаточно большая мощность.

3. Импульсные СН. В этих СН РЭ работает в ключевом режиме, поэтому на нем рассеивается  малая мощность. Напряжение на выходе поддерживается постоянным за счет вариации относительной длительности включения и отключения состояния РЭ.

Проектирование ИСН на уровне инженерного  синтеза схемы

Выбор функциональной схемы ИСН

Выбираем схему непрерывного компенсационного стабилизатора. Напряжение на его выходе поддерживается постоянным за счет действия общей ООС.

Рассмотрим типовую функциональную схему, являющуюся базовой в курсовом проекте:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функциональный состав схемы:

РЭ – регулирующий элемент на транзисторах VT1 и VT2;

ИОН – источник опорного напряжения;

ДУ – дифференциальный усилитель сигнала рассогласования;

R₁, R₂ – делитель выходного напряжения;

R_н – эквивалент нагрузки.

 

Основное уравнение  стабилизатора: Из уравнения очевидно, что вся нестабильность выделяется на РЭ.

Силовой ток нагрузки (I_н.макс) течет по цепи: + U_вх, КЭ транзистора VT1, цепь нагрузки Rн, общая шина. Толька эта цепь в стабилизаторе сильноточная (А). Все остальные цепи слаботочные (единицы и доли A).

Рассмотрим работу цепи отрицательной обратной связи в  случае, если под воздействием дестабилизирующих факторов на выходе увеличится напряжение с +15В до +16В. При этом на выходе получили положительное приращение напряжения, которое через делитель напряжения R1, R2 поступает на инвертирующий вход ДУ, на выходе ДУ получаем отрицательное приращение, которое поступает на базу транзистора VT2 РЭ. В петле ОС VT2 и VT1 включены по схеме с ОК и фазу не инвертируют. Поэтому на выход стабилизатора возвращается отрицательное приращение напряжения, компенсирующее первоначальное положительное возмущение. Следовательно в стабилизаторе имеем общую ООС, стабилизирующую выходное напряжение.

Проведем расчёт сопротивлений  резисторов схемы.

U_вых=15 В;

U_ОП » 1,2 В - постоянное низковольтное напряжение на выходе ИОН.

I_дел. = I_R1 = I_R2= 2 мА

 

R_н.мин = U_вых/I_н.макс= 15/1,2=12,5 Ом.

Расчет сопротивления  делителя напряжения:

I_вх. = 0 и U_см. = 0 (в предположении, что ДУ идеальный)

R₁= (U_вых- U_оп)/ I_R1=(15- 1.2)/ 2*10^-3=6.9 кОм;

R₂ = U_оп / I_R2= 1.2/ 2*10^-3=0.6 кОм = 600 Ом.

Окончательно выбираем функциональную схему:

 

Эта схема в основном полностью совпадает с рассмотренной  выше, только в ней введены дополнительные узлы:

УЗСР – узел задания  статического режима;

ИТ – источник тока для питания входа РЭ;

С_н –конденсатор на выходе для дополнительной фильтрации выходного напряжения.

    

Выбор основных функциональных узлов ИСН

Регулирующий элемент

В качестве РЭ выбираем составной транзистор, представляющий собой каскадное соединение двух транзисторов с общим коллектором

 

Составной транзистор в  отличие от одиночного имеет большой коэффициент усиления по току, например β_VT1=50, β_VT2=100 => k_{I ∑}=I_вых./ I_вх.» β_VT1*β_VT2 =5000 (β_VT1, β_VT2 – коэффициенты передачи по току транзисторов VT1, VT2).

Таким образом, если I_н.макс = 1,2 А, то I_вх. = I_н.макс/(β_VT1*β_VT2) = 0,24 мА.

Вход РЭ связан с выходом  ДУ и выходом ИТ, поэтому в данном случае их можно проектировать на токи в единицы мА.

Если в данном случае выбрать в качестве РЭ одиночный  транзистор, то получим

I_вх. = I_н.макс/(β_VT1) =  24 мА

и ДУ и ИТ нужно проектировать на десятки миллиампер, что энергетически не выгодно.

Таким образом использование в качестве РЭ составного транзистора позволяет только одну цепь в стабилизаторе сделать сильноточной (кол. – эм. VT1, R_н), а все остальные - слаботочными.   

Источник опорного напряжения

Источник опорного напряжения реализует на выходе постоянное низковольтное  стабилизированное, температурно-компенсированное напряжение Uоп ≈ 1,2 В. ИОН питается от выходного напряжения стабилизатора.

Схему ИОН:

 

Механизм температурной компенсации напряжения ИОН:

U_оп = U_эб3 + U_R2; I_б» 0;

В дальнейших расчётах I_э» I_К, тогда U_R2» (U_эб1-U_эб2)×R₂/R₃=R₂/R₃×DU_эб;

U_оп = U_эб3+R₂/R₃×DU_эб.

Из физики транзистора  известно, что с ростом температуры  и фиксированном токе эмиттера, напряжение эмиттер-база U_эб уменьшается с температурным коэффициентом –2мВ/ºC. Разница напряжений эмиттер-база двух транзисторов с ростом температуры всегда возрастает с постоянным коэффициентом. Тогда из соотношения U_оп = =U_эб3+R₂/R₃×DU_эб  очевидно, что с ростом температуры, первое слагаемое уменьшается, а второе возрастает, и при соответственном выборе сопротивлений R₂ и R₃ осуществляется полная  температурная компенсация напряжения U_оп» 1,2 В.

Расчёт статического режима ИОН:

Дано: U_оп=1,2 В, U_вых=15 В, U_эб»0,6 В,

I_э» I_К, I_Б»0, I_R1=0,6 мА, I_R2=I_R3=0,06 мА, I_R5=1,4мА, I_R4=0.3 мА.

Определяем сопротивление  всех резисторов:

I_э4= I_R5- I_R1- I_R2- I_R4=1,4-0,6-0,06-0,3=0,44 мА;

R5= (U_вых- U_оп)/ I_R5=(15-1,2)/(1.4*10^-3)=9,86 кОм;

R1=(U_оп- U_эб1)/ I_R1=(1,2-0,6)/(0,6*10^-3)=1 кОм;

R2= (U_оп- U_эб3)/ I_R2=(1,2-0,6)/(0,06*10^-3)=10 кОм;

R4= U_эб4/ I_R4=0,6/(0.3*10^-3)=2 кОм;

 

При расчете сопротивления R3 допущение, что все U_эб»0,6 В не работает (является грубым), поскольку в этом случае U_R3» (U_эб1-U_эб2) »0× Поэтому при расчете R3 воспользуемся уравнением для идеального p-n перехода в первом приближении описывающего входную характеристику транзистора:

, где  

I_ЭБО - начальный ток эмиттера, φ_Т - температурный потенциал 26 мВ при t=20°С;

Тогда R3: 

 

R3 = 997,78 Ом;

Дифференциальный усилитель сигнала  рассогласования

 

ДУ выбираем из банка  схемных решений.

Схему ДУ выбираем из следующих  соотношений: k_U.ДУ ³  10⁴, R_вых.ДУ 3*10⁴

Соотношениям удовлетворяет  усилитель с k_u.ДУ ³ 10⁵ и с R_вых.ДУ 2*10⁴ Ом (рис 3.13).  

 

  ДУ имеет два входа и один выход, причем инвертирующий вход (Вх.1) подключается к выходу делителя выходного напряжения, а не инвертирующий вход (Вх.2) соединяется с выходом ИОН. К выходу ДУ подключается вход РЭ.

      VT5, VT11 – цепь параллельного баланса,

VT3, VT9 – активная нагрузка,

VT13, VT14 – эмиттерный повторитель,

VT2, VT8, R1 и VT1, VT6 – источники тока.

Введение в ДУ активной нагрузки и эмиттерного повторителя, а также реализация ДУ по схеме каскадного усилителя VT10, VT11, позволяет значительно повысить коэффициент передачи усилителя по напряжению k_U.ДУ при сохранении невысокого выходного сопротивления.

Основные правила для  нахождения пути передачи сигнала со  входа на выход усилителя.

1. через биполярный транзистор сигнал может проходить только в следующих схемах:

а) ОБ – вход Э, выход  К (фазу не инвертирует);

б) ОЭ – вход Б, выход  К (фазу инвертирует);

в) ОК – вход Б, выход  Э (фазу не инвертирует);

2. Таким образом по приращению сигнала в К нельзя входить или из Б выходить;
3. для того чтобы определить в сложной схеме схему включения транзисторов нужно найти электрод-вход и электрод-выход, оставшийся свободным электрод будет указывать на схему включения;
4. приращением сигнала нельзя попадать на общую шину или источник постоянного напряжения – сигнал пропадает.

2 основных пути передачи сигнала  до выхода ДУ:

1-ый путь передачи  сигнала:

VT11 ОЭ (инвертирует), VT10 ОБ (не инвертирует), VT13, VT14 (ОК не инвертирует).

По этому пути фаза инвертируется (1 инверсия ОЭ VT11).

2-ой путь:

VT11 (ОК не инвертирует), VT5, VT4 (ОБ не инвертирует), VT9 (ОЭ инвертирует), VT13, VT13 (ОК не инвертирует).

По этому пути усилитель  также инвертирует фазу (ОЭ VT9 – 1 инверсия).

 

Проектирование ИСН на уровне анализа и расчета принципиальной схемы

Выбор начального варианта схемы и его  анализ

 

Функциональная схема (рис.4.3) стабилизатора на схемотехническом уровне:

1) РЭ - составной транзистор (схема 3.7 б);

2) ДУ - схема 3.13

3) ИОН - схема 3.10

4) УЗСР

5) ИТ

6) Дополнительные функциональные узлы: узел тепловой защиты, цепь коррекции, узел защиты по току и мощности.

Таким образом получим полную принципиальную схему ИСН, представленную на схеме 4.3.

Функциональный состав схемы:

1) РЭ – VT22, VT23, R14;

2) ДУ сигнала рассогласования – VT6-VT16;

3) ИОН – VT17-VT20, R7-R11;

4) Делитель выходного напряжения – R16, R17;

5) УЗСР – VT2, VD1, VD2, R1, R2, R3; (VD1 – стабилитрон, U_VD1=6.3 В)

6) ИТ – VT1, VT5;

     Стабилизация  напряжения на выходе ИСН осуществляется за счет действия цепи общей ООС: выход – R10 – б VT10 – э VT8 – б VT13 – б VT14 – б VT19 – б VT20 – выход.

 

Расчет сопротивлений  резисторов УЗСР:

I_VD1=0,1 мА,

I_э2=1,8 мА,

U_вх=(U_{ВХ.мин. +} U_{ВХ. макс.}) / 2 = (18+30)/2= 24 В,

 

R1=(U_вх- U_VD1)/ I_VD1=(24-6,3)/(0,1*10^-3)=177 кОм

R2=(U_VD1- U_эб2-U_VD2)/ I_э2=(6,3-0,6-0,6)/(1,8*10^-3)=2,8 кОм.

 

Проведём оценку энергетических характеристик этой системы.

Схема позволяет обеспечить макс. ток в нагрузке (I_н.макс=1,2 А). Максимальный входной ток РЭ:

I_{вх.РЭ.макс}= I_н.макс/(β₁₉β₂₀)=1,2/(50*100)=0,24 мА.

Этот ток значительно  не превышает рабочего тока выходного  транзистора VT14 ДУ (0.6 мА), следственно, режим этого транзистора выбран правильно.

  Оценим максимальную мощность рассеивания на стабилизаторе. Эта мощность в основном рассеивается на транзисторе VT20 при его работе в наиболее тяжелом энергетическом режиме. Если в ИСН ввести цепь защиты, ограничивающую выходной ток стабилизатора на уровне 1.2 А при коротком замыкании выхода на общую шину, то максимальная мощность:

P_{к20.макс}= I_кU_кэ= I_н.кзU_{вх.макс}=1.2*30=36 Вт,

что нежелательно по конструктивным соображениям, так как требуется теплоотвод с большой площадью поверхности. Следовательно, для ИСН необходимо ввести цепь токовой защиты и защиты по мощности. Тогда

P_{к20.макс}=(U_{вх.макс}- U_вых) I_н.п=(30-15)×1.2=18 Вт,

при этом габариты внешнего теплоотвода не будут чрезмерно  большими.

В базовой схеме отсутствует целый ряд цепей, которые не оказывают существенного влияния на основные параметры К_ст и R_вых стабилизатора, но необходимы для его нормального функционирования. В ИСН необходимо ввести цепи коррекции, обеспечивающие его устойчивость, а  также цепи защиты от перегрузки стабилизатора по выходному току и устройство тепловой защиты. Эти цепи вводятся на этапе корректировки принципиальной схемы.

Корректировка принципиальной схемы. Расчёт цепей  защиты

 

Если в вышерассмотренную  схему стабилизатора ввести дополнительно цепь тепловой защиты, цепь токовой защиты и защиты по мощности, цепь коррекции, то получим окончательную схему (смотри приложение).

Функциональный состав схемы:

1) РЭ – VT22, VT23, R14;

2) ДН – R16, R17;

3) ИОН – VT17-VT20, R7-R11;

4) ДУ – VT6-VT16;

5) ИТ – VT1, VT5;

6) УЗСР – R1-R3, VD1, VD2, VT2;

7) Цепь тепловой защиты – R2, R4, VT3, VT4;

8) Цепь токовой защиты и защиты по мощности – R12, R13, R15, VT21, VD4;

9) Цепь коррекции – C1, R6.

10) С2 – ёмкость на  выходе ИСН для дополнительной фильтрации выходного напряжения.

Рассмотрим работу цепи защиты по току:

 Для простоты полагаем, R13 зашунтирован, а VD4 и R12 исключены из схемы. Силовой ток нагрузки течет по цепи: вход – кэ VT23 – R15 – Rн – общая шина и создаёт на R15 U_R15=U_VT21=I_н.максR15, т.е. рабочая точка VT21 находится в зоне нечувствительности. Тогда при максимальном и меньших токах нагрузки VT21 обесточен. Если ток нагрузки > 1.2*I_н.макс, то транзистор VT21 входит в активный режим, появляется ток в его коллекторной цепи, и коллекторный ток VT5 начинает течь в коллектор VT21 вместо базы VT22, что приводит к ограничению базового тока VT22 РЭ, а следовательно и весь ток нагрузки.

Расчет сопротивлений  резисторов цепи токовой защиты:

I_н.п=1,2 А, P_ИСН.кз=18 Вт, I_R12=2 мА, U_{вх.макс}=30 В;

I_н.кз= P_ИСН.кз/ U_{вх.макс}=0,6 А

 

R15= U_эб21/ I_н.п=0,6/1,2=0,5 Ом

R12= (U_{вх.макс} -U_VD4-U_эб21)/I_R12=(30-6.3-0,6)/(2*10^-3)= 12 кОм

R13= (U_эб21- I_н.кзR15)/I_R12=(0,6-0,6*0,5)/(2*10^-3)=150 Ом.

 

Цепь тепловой защиты R2-R4, VT3, VT4 функционирует следующим образом.

В качестве термочувствительного элемента, следящего за температурой кристалла  ИОН используется эмиттер-база VT3. Из физики биполярного транзистора известно:

1. с ростом температуры входная характеристика сдвигается параллельно сама себе, в сторону оси ординат с температурным коэффициентом –2 мВ/°С;
2. входная характеристика имеет зону нечувствительности, которая, как правило, соответствует 0.4 - 0.5 В для кремниевых транзисторов при нормальной температуре (см. рис. ).

Эти два свойства используются при построении цепи тепловой защиты. Напряжение U_R2=U_эб.VT3 выбирается таким образом, чтобы рабочая точка транзистора VT3 при нормальной температуре кристалла (t=20°C) лежала в зоне нечувствительности. При этом VT3 и следовательно VT4 будут практически полностью обесточены, а значит при нормальной температуре тепловая защита не влияет на работу схемы, что хорошо.

Когда температура  кристалла возрастает становится близкой  к предельной t_п =150°С рабочая точка транзистора VT3 переходит в зону чувствительности. При этом появляются эмиттерный и коллекторный токи VT3 (текут вниз), возникает падение напряжения на сопротивлении R4 (+ вверху), который открывает транзистор VT4 (направление вниз). При этом весь коллекторный ток VT5 вместо того, чтобы течь в базу транзистора VT22 РЭ, начинает течь в коллектор транзистора VT4, при этом РЭ VT22, VT23 полностью обесточивается и перестает разогревать кристалл изнутри. Но тепловая защита не холодильник и если температура окружающей среды превысит 150°С, то кристалл сгорит.

Расчет сопротивлений  резисторов цепи тепловой защиты и  УЗСР:

U_эб3=U_эб4=0,4 В;

I_э2=1,8 мА, I_э3= 0,1мА;

R2= U_эб3/I_э2=0,4/(1,8*10^-3)=220 Ом

R3+R2=2,7 кОм

R3=2,48 кОм

R4= U_эб4/I_э3=0,4/(10^-4)=4 кОм.

 

Корректирующая  цепь C1, R6 предназначена для обеспечения устойчивости ИСН, как системы с ООС. Если её исключить, то на выходе стабилизатора могут возникнуть незатухающие колебания, т.е. стабилизатор потеряет устойчивость (СН превратится в генератор, что плохо). Параметры: C1=200 пФ, R6=1 кОм.

Расчёт  статического режима принципиальной схемы

 

Расчёт статического режима принципиальной схемы заключается  в определении потенциалов всех узлов и токов всех ветвей. Потенциалы узлов приведены на схеме приложения 2.

При расчете потенциалов  будем полагать:

U_ЭБ ≈ 0,6 В для всех транзисторов

U_Д ≈ 0,6 В для диодов в прямом направлении

 

 

 

 

В схеме стабилизатора  известны базовые потенциалы:

1)  U_ВХ =( U_вх.мин+ U_{вх.макс})/2 = 24 В

2)  U_ВЫХ = 15 В

3)  U_О.Ш. = 0 В

4)  U_Б.VT2 = U_VD1 ≈ 6.3 В

5)  U_ОП = U_{Б. VT11} ≈ 1.2 В

Исходя из базовых  потенциалов, можно определить потенциалы схемы.

1. U_{К. VT2} = U_BX – U_{ЭБ 5} = 23,4 В

2. U_К.VT11 = U_BЫX – U_{ЭБ 9} = 15-0,6=14,4 В

3. U_Б.VT3  = U_VD1 – U_{ЭБ VT2} – U_{ЭБ VT3} = 6,3-0,6-0,6=5,1 В

4. U_R6 = 0, т.к. постоянный ток через конденсатор, подключенный последовательно с R6, не течет

5. U_Б.VT12  = U_ОП – U_{ЭБ VT11} + U_{ЭБ VT12} = 1,2-0,6+0,6=1,2 В

6. U_К.VT9 = U_ВЫХ + U_{ЭБ VT21} + U_{ЭБ VT23} + U_{ЭБ VT22} -U_{ЭБ VT6} -U_{ЭБ VT8} = 15+0,6+0,6+0,6-0,6-0,6=15,6 В

7. U_К.VT10  = U_ВЫХ + U_{ЭБ VT21} +U_{ЭБ VT23} +U_{ЭБ VT22} - U_{ЭБ VT16} - U_{ЭБ VT15} = 15+0,6+0,6+0,6-0,6-0,6=15,6 В

8. U_R9 = U_{ЭБ VT17} – U_{ЭБ 18} = 0 (так как U_ЭБ = 0,6 для всех транзисторов, поэтому рассчитываем его из ИОН).

9. Рабочая точка VT3 должна быть в зоне нечувствительности, поэтому U_ЭБ.VT3 = 0,4..0,5 В

на самом деле U_ЭБ.VT3 = U_R2 транзистора цепи тепловой защиты, задаемся 0,4..0,5 В, а не 0,6 В, поскольку хотим, чтобы при нормальной температуре 20°С транзистор VT3 был обесточен (рабочая точка в зоне нечувствительности), поэтому реально U_Б.VT3 = 5,2..5,3 В.

 

Заключение

 

В результате проектирования получили ИСН, стабилизирующий постоянное напряжение на выходе при изменении в широких пределах постоянного напряжения на входе и тока нагрузки. Полученный ИСН удовлетворяет заданным в техническом задании параметрам.

При проектировании ИСН  были использованы: РЭ, ИОН, ДУ, УЗСР, цепь коррекции, токовой и тепловой защиты…