Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



ЧАСТЬ ВТОРАЯ

ТРАНЗИСТОРНЫЕ И ТИРИСТОРНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА

Глава пятая

Стабилизаторы постоянного напряжения и тока с непрерывным регулированием

5.1. Параметрические стабилизаторы

Электропитание маломощной аппаратуры с небольшим преде лом изменения тока потребления обычно осуществляется от параметрических стабилизаторов напряжения (ПСН). Кроме того, эти стабилизаторы широко используются в качестве источников опорного напряжения (ИОН) в компенсационных стабилизаторах напряжения и тока.

Для стабилизации постоянного напряжения в ПСН применяются элементы с нелинейной ВАХ. Одним нз таких элементов является кремниевый стабилитрэи, ВАХ которого показана иа рис. 2.5.

Основная схема однокаскадного ПСН приведена на рис. 5.1. В этой схеме при изменении входного напряжения Ux на ±АСвх ток через стабилитрон VD изменяется иа Д/ст. что приводит к незначительным изменгниям напряже1ия иа стабилитроне (на ±ДСн). а следовательно, и на иагрузке. Значение AU зависит от ДСдх, сопротивления ограничивающего резистора и дифференциально-

dUcT

го сопротивления стабилитрона Гст = "яг-• Коэффициент стаби-

лнзацин (по входному напряжению) схемы ПСН на рнс. 5.1:

Д(/вх и„ С„ Ro ,

ДС„ Свх Свх Rh

Внутреннее сопротивление стабилизатора определяется в основном дифференциальным сопротивлением стабилитрона. На рнс. 5.2 приведены зависимости Гст маломощных стабилитронов от напряжения стабилизации для различных токов стабилизации /ст-Из графиков видно, что при увеличении /ст дифференциальное сопротивление уменьшается и достигает минимального значения для стабилитронов с напряжением стабилизации 6-8 В.

Температурный коэффициент напряжения a„ стабилитрона определяет величину отклонения выходного напряжения ПСН при изменении температуры. На рис. 5.3 приведена зависимость а„ от напряжения стабилизации. Для приборов с Сет > 5,5 В при повышении температуры напряжение иа стабилитроне возрастает. Поэ-




Рис, 5.1. Схема однокас-кадного параметрического стабилизатора

тому температурная компенсация в этом случае может быть достигнута включением последовательно со стабилитроном диодов в прямом направлении (VD, VD g на рис. 5.4, а). Однако при этом возрастает внутреннее сопротивление пен за счет дифференциальных сопротивлений термокомпенсирующих диодов в прямом направлении Гдиф, которое зависит от выбранного типа диода и режима его работы. В качестве примера на рнс. 5.5 приведекы зависимости гд,[ф от прямого тока для некоторых типов диодов и стабилитронов, включенных в прямом направлении. Необходимо отметить, что термоком-пенсированный ПСН имеет повышенное значение Гст и пониженный коэффициент стабилизации. На рис. 5.6 приведены зависимости температурного коэффициента от величины прямого тока для стабилитронов типа Д814 и диода ДЗЮ, которые могут быть использованы для температурной компенсации.

Если требуется повышенная стабильность выходного напряжения ПСН, то применяются двухкаскадные или мостовые схемы стабилизаторов, приведенные на рис, 5.4, б, в, г.

Предварительная стабилизация напряжения в двухкаскадном ПСН (рис. 5.4, б), осуществляемая с помощью элементов А?, VD и К/>2, позволяет получить достаточно высокий коэффициент стабилизации выходного напряжения:

ст2к- CTi Ксгг ~

ивх (cTi + ста) (гCT3 + ст4 + гстб)

(5,2)

где /Сети Кстг - коэффициенты стабилизации первого и второго каскадов; г-ц - Гстз - дифференциальные сопротивления стабилитронов VDi-VD, Гст4. стб - дифференциальные сопротивления диодов VD, VD.

Температурный уход напряжения на нагрузке и внутреннее сопротивление двухкаскадного ПСН такие же, как в схеме на рис, 5.4, а.


«и, /о/С

ITcr.B


Рис, 5.2. Зависимость дифференциального сопротивления стабилитронов от тока

Рис. 5,3. Зависимость температурного коэффициента стабилитронов от напряжения стабилизации



Повышение коэффициента стабилизации в мостовых схемах (рис. 5.4, в, г) достигается за счет компенсирующего иапряжеиия, возникающего на резисторе "-"и стабилитроне VD при изменениях входного напряжения. Коэффициент стабилизации при /?н = = const:

для схемы рис. 5.4, в

где и„ - напряжение на нагрузке Rh,

(5.3)


Рнс. 5.4. Схемы параметрических стабилизаторов напряжения с улучшенными характеристиками: а - с термокомпенснрующими диодами VD2, VD3; б - двухкаскад-ного стабилизатора; в - мостового стабилизатора с одним стабилитроном; г - мостового стабилизатора с двумя стабилитронами; д - стабилизатора с эмиттерным повторителем; е - с токостабилизнрую-щим двухполюсником; ж -с токостабилизирующими транзисторами различной проводимости п-р-п и р-п-р



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 [53] 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189


0.0132