hhis9 (Исскуство схемотехники)

Стабилизаторы нмзрнженнн н нсточнннн питании Зтз или вход анр. выход 1них »28/Х Рас. 6.37. тскоограничнваюпня схема ллв усилителя на ааешнем транзисторе. зистор Т, и реальный ток через трех- выводной стабилизатор отраннчнвается величиной 100 МА. Трехвыводной стабилизатор поддерживает требуемое значение напряжения на выходе, снижая, как и ранее, входной ток и, следовательно, управляя транзистором Т, при увеличении выходного напрюкения, и наоборот. Он даже не знает, что нагрузка потребляет больше 100 МА! В этой схеме входное напряжение должно превьппать выходное на величину перепада 78хх (2 В) плюс (7в . На практихе эту схему следует Несколько моднфнпировать для гого, чтобы обеспечить ограничение го току лля 7',, котопый в п(зотпвном случае может Отдавать тох и йх,, Раэ ПРЕВЬ7ШНЗОППШ МаХСИМЯЛЬ- ный внутренний ток стабилизатора, т.е.

20 А и более! Этого вполне достаточно для разрушения транзистора Т... как и той несчастном нагрузки, которая в это время была подключена. Два способа ограничения тока показаны Ба рис бЗ7. Транзистор 7"„в обеих схемах является вильноточньпл проходным т)ензистором, а Резистор между его эмиттером и базой выбран таким Образом, чтобы транзиси открывался при токе нагрузки 100! .~- В первой схеме транзистор Т, рантик~ на ток нагрузки за счет падения напряж -'." ния на и, и ограничивает запуск трава~."-'... тора Т,, если это падение провыли~э)',. падение на диоде.

Схема имеет два мч:1 достатка: входное напряжение должно те„,„ перь превышать стабилизированное в~~':зг ходное на падение напряжения на трея-";,' выводном стабилизаторе плюс падение~!~ двух диодах для токов нагрузки вбпн',"((2 максимального тока. Кроме того, зистор Т, должен выдерживать больпвнй токи (до максимального гока стаб тора), так как из-за малого сопротивлен!~~ резистора в базе Т, трудно ре ограничивающую схему с обратным клоном характеристики. Во второй схеме эти недостатки иены за счет некоторого усложленкв,::,$' сильноточиых стабилизаторах для ум щения мощности рассеяния до прис мого уровня важно добиться малого пе(())( нада напряжений. Чтобы получить в '" следней схеме характеристяку с обра наклоном, можно просто подключить.

зу Т, к делителю между коллект и землей, а не к коллектору Т . К регулируемым трех- и четырехв ным стабилизаторам внешние прохо транзисторы подключаются точно Детали можно повять, заглянув в фикации изготовителей. Источник тока. Из трехвыводного лируемого стабилизатора можно л сделать мощный источник постояив'„ тока. Иа рис. 6.38 показан таков него на 1 А. Добанление повторителя на о пионном усилителе, как зто слелаио второй схеме, может понадобиться в СЛУЧас, ЕСЛБ СХЕМа НСПОЛЬЗУЕтея ДДЯ яи мирОвания малых тОкОВ, поскОльку ах., «регулировка» вносит в выходной ошибку порядка 50 МКА. Как н для Р описанных стабюпузаторов, здесь нм внутреннее Ограничение БО !Оку, от тепловой перегрузки и зашита От виз. хода за пределы области безопа, .;;,:.

работы. Уиравмеаае 67. Спроекгирутпе регулируемых гочннк тока на диапазон гоков ог !О мкд ло ! !!. ":скому 3!7 Каков булсг диапазон напра:;выходе, если П.„= +35 В' Перепел на'зирнмите равным 2 В. , 'е, что источник тока на гй является двухвыводным эле'Следовательно, нагрузку можно с любой стороны. На рисунке "; как можно осуществить отвод яивтрузкн, подключенной к земле я, вы всегда можете использо- 337 с отрицательной поляр(;их!почин ее так же. как показано ';ФАЗ, а). (ч)апопа1 выпускает специальный дпой прибор 1.М334. прелназна„"'4удя БСБОльзОналия и качестве ма- ОзГО ИСТО гНЛКа тОКа.

ОБ ПОСтуцаст 'шом пластмассовом транзисторПусе (ТО-92). а также н стандарт33пусе 01Р. Вь! Можете использолюбым способом до нижней тока ! МкА, поскольку ток регуявляется лшпь малой долей ,3Тотл. Этот элемент импе!, олнако, ,.Рбенность выхолной ток зависит ' ературы, даже точно пропорабсолуотной температуре. Так Рис. 6 33 Источника мкв на операпиоииом усилителе что, хотя он и не самый стабильный источник тока в мире, вы можете исполь- зовать его в качестве температурного лат- ника (разд.

15.01)! 6.19. Импульсные стабилизаторы н преобразователв настоянного тока Все схемы стабилизаторов напряжения, которые до сих пор рассматривались, работают одннахово: последовательно нестабилизнровавному напряжению постоянного тока включается лтшейпый управляюшии элемент (проходпой транзистор) с Обратной связью, которая поддерживает на пОстояннОМ урОнне выхо3шое Напряжение (или, может быть, постоянный ток). Выходное напряжение всегда ниже нестабилизированиого входного напряжения и па управляющем элементе рассеивается некоторая мощаосзь (или точнее, среднее значение 1 „((7 — Ь' „)) Небольшая вариашгя зтои темы параллелыгыв стабизппатор. в кот~р~~ уцравляуоший мент включан!си не последовательно с нагрузкой, а между выходом и землен: при- 376 Глинн 6 Стаянинзиторм ниттрнжиннн н источники ннтнння 377 и— а— Стаьилиз алхса Псстаам лосс ока ахм ом с— Нсстамлиа сход пост |с и— Стааилм алма Рис б ЗР Даа аида стабилиааторол а липсйпыи (послспоаамсьиыи), б-поаьлпаптщий имптльсиый мер — простой резистор плюс стабили- ТРОБ.

Существует другой способ генерации стабилизированного напряжения постоянного тока. принципиально отличный от того, что мы видели до сих пор; взгляните на рис. 6З9. В таком импульсном стабилизаторе транзистор, работающий в режиме насьпценного ключа, периодически на короткое время прикладывает к катуаже индуктивности полное нестабилизированное напряжение Ток катушки появляется на каждом импульсе. запасая знерги1о ',11Л' в ее магнитном поле: запасенная энергия передается на конденсатор вьтх. Сглажив.

фильтра (чтобы поддержать напряжение и гок в нагрузке на выходе между импульсамм заряда). Как м в линейных стабилизаторах, выход по обратной связи сравнивается с эталонным напряженнем, но в импульсных стабилизаторах управление выходом осущсш Вляется за счет изменения длительности импульсов генератора или частоты переключения, а не за счет линейнот о управления базой мли затвором Импульсные с~абилизаторы облалаюг необычнымн своиствамм. кот орые делают их Очень поггулярныым так хак управ" чяюгпми элемент либО Вьткл1Очен, либо насыщен, рассеивается очень маленькая мопшость, таким образом, импульсные стабилизаторы чрезвычайно эффективны даже при большом налепим от вкала до ВыхОда. 1 ИмпттльстппсБи (с31энт Г 1я кнмпульсные источники пшанию1) могут генерировать выходное напрюкение.

превышающее нестабизптзированное входчое напряжение (рис. 6.39.,).. онв позволяют также довольно просто генерировать на- пряжение противоположнои полярносййд Наконец, импульсники можно сделать б~.' цепи постоянного тока межлу вхоломтэ)а выходом; это означает, что они мог)ьсРТ работать прямо от шины питания с прямленным напряжением без сетев"". трансформатора! В результате по луча очень маленький. легкий и эффектна источник постоянного тока. По этим чинам импульсные источники питания пользуются почти во всех компьютера$л: Импульсные источники писания им: и свои проблемы.

Выход по постоянн ' току содержит некоторый кшуми ключения, которым может попадать в ну гитания. Как правило, у них скв репуташзя в отношении надежности- катастрофическом отказе инот па во ют зрелищные пиротехнические эффе Однако большинство этих щзоблем: шаются. и в настоящее время импу ные источники прочно обосновываю „, в электронных приборах и компьютер', В этом разделе мы и два этапа Р',, скажем все об импульсных исто питания Сначала мы опишем базо ... нмпульсньи стабилизатор рабтлаю от траднпнонного нестабмлизмровавмезмрт исто*тимка ГОстОЯлнОТО '1'Окп. Сипеств, „;,, трм схемы.

БспОльзуемьте лля а) ЛО НМЯ (ВЫХОДНОЕ НаПРЯХСЕББЕ МЕНЬБЮ Вял .. ного). 6) повышения (выходное напряг~ нме болыпе вхозиого) и ннвертирова ль; (полЯРность Выходного нацРяжегих п(ын!",-' тнВОпОлОжна ЛО31ярностм Вхозхното):~л11. пряженмя. Затем мы сделаем радях9~~„".

ный шаг — опяшем стеретмческиетт (и более широко мспользуемые) схемы- РВ!,": ботающие прямо от шины пнтанмя с В,;;;; прямленным напряжением без мзоамр~;,тл' инм(<и,„~ о и и„иая О— 220мкш Выход ЮВ 1оомд макс! ".~)К+Я1вас Ва 'Иккум ~ 'л о Маломоп1аыи имптльсаыи стабсмиаатор ю 1 В Попинаюпми импупьсиьж истопник пита- сформатора Оба вила нсточнния сейчас широко используются, .наш подход достаточно практмда, не совсем педагогичен).

В за'е мы ладим массу советов: когда ''вать кимпульсникии, ко~да слеегать мх, когда проектировать 'ственные м когда покупать их , Говоря, мы постараемся развеять сомнения. Пвнмжяняний стабилизатор. На рис. 6.4() показана основная понижающая импульсная схема: обратная связь для простоты не показана. Если МОП-ключ замкнут, то к инлуктивности прикладывается напряжение У,„„— Ум., которое вызывает появление линейно увеличивающегося тока (вспомним т)(.;:т(1 = Ту;ц в индуктивности. (Этот ток течет, конечно.

к нагрузке и конденсатору) Когла ключ открывается, ток индуктивностм продолжает протекать в том же направлении (вспомните, что индуктивности не могут сразу же изменить свой ток, как зто следует из последнего уравнения) теперь уже через ограничивающий диод. Выходной конденсатор работает как энергетический имаховнкп, сглаживая неизбежно возникающие пилообразные пульсашзн (чем больше емкость конденсатора, тем меньше пульсации). Ток индуктивности выделяет на ней напряжение (У,а, — 0.6П, при этом ток начинаег линейно убывать. Соответствующие формы тока и напряжения показаны на рис.

6.4). Для того чтобы завершить схему и придать ей внд стабилизатора, вы лолжны, конечно. добавить обратную связь, которая будет управлять либо длительностью импульсов (при постоянной частоте повторения), либо частотой повторения (при постоянном ллительностм импульсов) по выходу усилителя отпибкм, сравнивающего выходное напряжение с эталонным. З»8 Гл х б Стабилизаторы напряжении и источники питании Зтр 500мкти «150 тааилиз) ц вь Рис. 6.4 а — повь -15 й ставилизу ыв ", Двухполярньщ импульсный источник питания На рис.

6.42 показан слаботочный стабилизатор +5 В на базе схемы МАХ638 фирмы Махпп. Этот превосходный кристалл предлагает вам на выбор либо фиксированный выход т. 5 В убез внешнего делителя), либо регулируемый положительный выход с внешним резистивным делителем. Почти все компоненты стабилизатора умещаются в традиционном корпусе минн-131Р. Генератор в МАХ638 работает на постоянной частоте 65 кГц, причем усилитель ошибки либо подключает, либо отключает импульсы управления затвором в соответствии с выходным напряжением.