Главная Источники вторичного электропитания - часть 2




Л8ПА-Д8т ДЗЮ КД510А,НД5г2А

J0 20 30 J„p,MA

Д81ЦА-Д8ПД


Рис. 5.5. Зависимось дифференциального сопротивления стабилитронов и днодов от прямого тока

Рис. 5.6. Зависимость температурного коэффициента диода н стабилитронов от прямого тока

для схемы иа рис. 5.4, г /(от ж

(5.4)

где Гст! и Гсм - дифференциальные сопротивления стабилитронов VD и VDj.

В мостовых параметрических стабилизаторах теоретически коэффициент стабилизации может быть бесконечно большим, если выбрать элементы исходя из условий: для рис. 5.4, era/Rg - RjRi, а для схемы иа рис. 5.4, г /•cts ?2=cti ?i. Внутреннее сопротивление для схемы на рис. 5.4, в Гн = ст т R, а для схемы иа рис. 5.4, г Гн = Геи + стз-

Величина отклонения выходного напряжения мостовых схем ПСН прн измерениях температуры зависит от ац стабилитронов, а для схемы иа рис. 5.4, в еще от температурного коэффициента резисторов /?1 и /?2. Соответствующим подбором стабилитронов и резисторов можно уменьшить температурный уход напряжения стабилизации. Особенностью мостовой схемы на рис. 5.4, г ПСН является возможность получения низких выходных напряжений при небольшом температурном уходе за счет применения стабилитронов с мало отличающимися температурными коэффициентами.

Следует отметить, что относительно высокая стабильность выходного напряжения в схемах ПСН на рис. 5.4, б -г достигается за счет значительного ухудшения КПД по сравнению со схемой на рис. 5.1. Повысить стабильность выходного напряжения ПСН без ухудшения .КПД позволяет схема иа рнс. 5.4, в за счет применения в ней источника тока, выполненного иа транзисторе VT, стабилитроне VDj (вместо которого могут быть включены два диода, последовательно соединенных в прямом направлении) и резисторах /?э и Лб. Это позволяет стабилизировать ток, протекающий через стабилитрон VD и тем самым резко уменьшить отклонения напряжения иа нагрузке при больших изменениях входного напряжения. Температурный уход и внутреннее сопротивление ."П-ой схемы ПСН практически такие же, как в схеме иа рис. 5.1.



Максимальная выходная мощность рассмотренных схем ПСН ограничивается предельными значениями тока стабилизации и рассеиваемой мощности стабилитрона. Если использовать транзистор в режиме эмиттерного повторителя со стабилитроном в базовой цепи (рис. 5.4, д), то мощность нагрузки может быть увеличена. Коэффициент стабилизации ПСН на рис. 5.4, д:

Act = 7--ГГ~ • 77 •

а внутреннее сопротивление

г„ =---- (5.0)

Гб. 31 к. 213 - соответственно сопротивления базы, эмиттера, коллектора н коэффициент передачи тока в схеме ОЭ транзистора.

Однако такой ПСН при Ucx > 5,5 В по температурному уходу уступает стабилизаторам, приведенным на рис. 5.4, а-г.

На рис. 5.4, ж приведена схема ПСН с дополнительными транзисторами различной проводимости. Для нее характерным является высокая стабильность выходного напряжения и возможность одновременного подключения двух нагрузок /?Н1 и /?н2 к различным шинам входного напряжения. По коэффициенту стабилизации и температурному уходу эта схема незначительно превосходит схему на рис. 5.4, е, а внутренние сопротивления лстс и .гтг определяются стабилитронами VD, и VD. соответственно.

5.2. Компенсационные стабилизаторы

Последовательные стабилизаторы

В отличие от параметрических компенсационные стабилизаторы напряжения (КСН) обеспечивают необходимую стабильность напряжения на иагрузке при помощи цепи отрицательной обратной связи, воздействующей на регулирующий элемент (РЭ). В зависимости от схемы включения РЭ компенсационные стабилизаторы разделяются на последовательные и параллельные, структурные схемы которых приведены на рис. 1.4 и 1.5 соответственно.

В состав КСН любого типа входят следующие основные функциональные узлы; регулирующий элемент, устройство сравнения (УС), усилитель постоянного тока (УПТ).

Регулирующий элемент в КСН выполняется, как правило, на составных транзисторах, схемы которых показаны на рнс. 5.7. Число включаемых транзисторов зависит от их коэффициентов передачи тока и заданного тока нагрузки стабилизатора.

Для схемы на рис. 5.7, а, состоящей нз двух транзисторов, статический коэффициент передачи тока составного каскада

-2131 Л21Э2. (5.7)

а напряжение насыщения

КЭнас = КЭнас2 + СэБ1. (б-»)




Рис. 5.7. Регулирующие составные транзисторы: а -из двух транзисторов; б -из трех транзисторов; в -с дополнительным питанием для составного транзистора; г -с дополнительным питанием для одного проходного транзистора; д-нз двух транзисторов с различной проводимостью; е - из двух транзисторов с различной проводимостью и дополнительным питанием

Для схемы из трех транзисторов (рис. 5.7, б)

Л21Э = Л21Э2 Ajiai Лиэ»; КЭнас = КЭиасЗ + ЭБ1 + ЭБ2

(5.9) (5.10)

В формулах (5.7) и (5.10) индексами 1, 2, 3 обозначены соответствующие параметры транзисторов VTj, VT и VTg.

Напряжение коллектор-эмиттер (в режиме насыщения) в схеме рис. 5.7, в за счет включения вспомогательного источника и резистора R такое же, как и в схеме иа рис. 5.7, а, а статический коэффициент передачи тока определяется из выражения (5.9),

По коэффициенту передачи тока схема иа рис. 5.7, г составного транзистора эквивалентна схемам на рис. 5.7, б, в, а напряжение насыщения в ней меньше, чем в других схемах, и определяется коэффициентом насыщения транзистора VT.

При расчете коэффициента стабилизации КСН удобно пользоваться коэффициентом усиления по напряжению р.т (при постоянном коллекторном токе /к = cont) [IJ, который определяется по входным н выходным характеристикам транзисторов, как показано в гл. 2. Для составного транзистора, состоящеио из двух транзисторов (рис. 5.7, а), коэффициент усиления

Рт = Ит1 PtzAPti + M-tu).

(5.11)



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


0.014