М.Х. Джонс - Электроника практический курс (1055364), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Оба входа — инвертируюший и неинвертируюший выведены наружу. Конденсатор коррекции С, уменьшает коэффициент усиления в области высоких частот, чтобы избежать неустойчивости на высоких частотах, которая возникает в системе с большим коэффициентом обратной связи 79. (с) Эмиттерный повторитель на транзисторе средней мошности Тг Этим транзистором ограничивается мошность, которую способен рассеивать стабилизатор. В данном случае максимально допустимая мошность рассеяния составляет 600 мВт, но она может быть увеличена при подключении внешнего транзистора. (40 Транзистор Т,, ограничиваюший ток, реагирует на разность потенциалов на резисторе Я„ и начинает проволить, когда она достигает величины 0,6 В. Когда Т,проводит, переход база-змиттер у транзистора Т, в схеме эмиттерного повторителя оказывается замкнутым накоротко, запирая транзистор Т, и выключая источник питания.
При сопротивлении резистора йн = 10 Ом, Охлаждение транзистора 233 как было показано, предельное значение тока равно 60 мА. Максимальный ток, который может обеспечить эта микросхема, равен 150 мА, но это при условии, что рассеиваемая мошность не превосходит 600 мВт. Другими словами, выходной ток 150 мА можно допустить только в том случае, когда разность напряжений между входом и выходом равна 600(150 = 4 В, в то время как при токе 60 мА возможна разность напряжений 10 В без превышения максимально допустимой рассеиваемой мошности.
На рис. 9.34 показано, как можно использовать мошный внешний транзистор для увеличения допустимой мошности рассеяния в стабилизаторе на микросхеме уз А723; при включении этого транзистора в схеме образуется дополнительный эмиттерный повторитель. Рнс. 9.34. Включение мощного внешнего транзистора аля увеличения выходного тока стабилизатора зз А723. С указанным на рисунке транзистором 2Х3055 можно получить ток больше 2 А, а максимальная рассеиваемая мошность достигает 30 Вт, если транзистор используется с большим радиатором. Поскольку мошный транзистор вносит дополнительный сдвиг фаз на высоких частотах, емкость корректирующего конденсатора увеличена со 100 пФ до 680 пФ. 9.11 Охлаждение транзистора 9.
П. 1 уеллоотеоды В малосигнальных схемах транзисторы редко рассеивают мощность более ! 00 мВт. Распространение тепла вдоль проводников и конвекпия от корпуса транзистора в окружавший воздух оказываются достаточными, чтобы избежать перегрева р-л перехода. Транзисторы, на которых рассеиваются большие мошности, — в эмит- 234 Источники питания и управление мощностью терных повторителях мощных источников питания и в выходных каскадах усилителей мощности, — требуют спепиальных средств для отвода тепла. Обычно теплоотводы (радиаторы) используются с транзисторами„которые приспособлены для работы с радиаторами. На рис.
9.35(а) изображен гофрированный металлический радиатор, который удваивает рассеяние тепла транзистором в корпусе ТО5, например, транзистором ВГт50. Мощный транзистор (рис. 9.35(Ь)) в корпусе ТОЗ монтируется на массивном ребристом радиаторе. Установленный таким образом транзистор допускает рассеяние мощности 30 Вт; без теплоотвода рассеиваемая мощность ограничена 3 Вт. (я) Рис 9.35. Радиаторы.
9.11.2 Электрическая изоляция Корпус радиатора обычно привинчивается непосредственно к заземленному металлическому шасси, или к корпусу прибора, или, в некоторых случаях, шасси само может служить теплоотводом. Во всех этих случаях необходимо помнить, что корпус транзистора обычно соединен с коллектором и поэтому необходима электрическая изоляпия между корпусом транзистора и радиатором. Слюдяные или лавсановые шайбы обеспечивают изоляпню без значительного уменьшения теплопроводности. Силиконовая смазка, нанесенная на каждую сторону шайбы, гарантирует хороший тепловой контакт. 9.11.3 Тепловое сопротивление Качество теплоотвода обычно выражается величиной теплового сопротивления, которое учитывает тот факт, что скорость распространения тепла пропорпиональна разности температур между источником тепла и внешней средой (сравните с электрическим сопротивлением, в котором скорость дви- Охлаждение транзистора 235 жения заряда пропорпиональна разности потенпиалов [Только с очень большой натяжкой можно уподобить электрический ток скорости движения зарядов.
— Прим, перев.]). Как это часто бывает с физическими понятиями, единипа теплового сопротивления (градусы Цельсия на ватт) подает хорошую идею для его формального определения, которое выглядит так: разность температур тепловое сопротивление 0 = рассеиваемая мощность Другими словами, корпус теплоотвода, имеющий тепловое сопротивление 3'С/ Вт, при рассеиваемой мощности 30 Вт будет нагреваться до температуры на 3к30'С = 90'С выше температуры окружающей среды. Полную картину установившегося теплового равновесия между транзистором и окружающей средой дает тепловая схема, приведенная на рис. 9.3б. Тепловая мощность Р, выделяемая транзистором, рассматривается как «генератор теплового тока», который создает разность температур на различных тепловых сопротивлениях в системе. Рис.
9.36. Тепловая схема транзистора и его окружения. Максимально допустимая температура р-л перехода обычно составляет 150'С, а температуру окружающей среды можно принять равной 50 С вЂ” это температура, при которой допускается работа электронной аппаратуры общего назначения. Производители транзисторов указывают безопасную максимальную температуру корпуса для своих транзисторов (часто 125'С), в этом случае да.
исключается из наших вычислений, и мы спускаемся на одну ступеньку вниз по лестнипе из резисторов на рис. 9.36. Кроме того, теплопроводность от корпуса транзистора к радиатору обычно столь хороша, что О,з «дх,, так что тепловое сопротивление между радиатором и воздухом д,, является 236 Источники литания и унравление мощностью доминирующим фактором в большинстве вычислений. Зная мощность Р, рассеиваемую транзистором, легко найти температуру корпуса Т„, предполагая, что температура окружающей среды равна 50'С: Т = 50+ (Р 'к дав).
Сверяясь с данными производителя, теперь можно сказать, может ли этот транзистор рассеивать требуемую мощность при найденной температуре корпуса. Если это не так, то тепловое сопротивлением должно быть уменьшено путем применения большего радиатора. Большие ребристые радиаторы для мощных транзисторов обычно имеют температурное сопротивление от 2 до 4 'С / Вт, которое можно уменьшить до 1 С /Вт путем принудительного охлаждения. С другой стороны, у небольших радиаторов, рассчитанных на транзисторы в корпусе 305, среднее значение теплового сопротивления — около 50'С / Вт, и с их помощью допустимую мощность рассеяния у таких транзисторов средней мощности, как Вг'з'50 или 2Х3053, увеличивают с 0,8 Вт до 1,5 Вт. 9.12 Импульсные источники питания 9.
12.1 Преобразование ностоянноео напряжения в настоянное До сих пор предполагалось, что все рассмотренные источники питания имеют в качестве исходного источника выпрямленное напряжение сети 50 Гп. В некоторых случаях исходным является постоянное напряжение, но и его все же можно использовать для превращения в переменное напряжение и выпрямленна, чтобы получить требуемое выходное напряжение.
Простая схема, приведенная на рис. 9.37, удовлетворяет обычным требованиям создания источника питания с отрипательным напряжением из положительного напряжения, скажем из единственного напряжения, которое имеется на платах с логическими схемами величиной 5 В, но где для какойто конкретной схемы нужно двуполярное питание ~5 В. В схеме на рис. 9.37 применен триггер Шмитта 74НС14, охваченный положительной обратной связью с постоянной времени Я,Си в результате чего в схеме возникают колебания с частотой около 20 кГп.
Затем с помощью диодов 27, и 27з и конденсаторов С, и С„которые действуют как накопители заряда, полученное переменное напряжение, выпрямляется, в результате чего образуется выходное напряжение примерно равное — 5 В. Стабилизапия оказывается удовлетворительной при выходных токах величиной несколько миллиампер. С помощью импульсной схемы можно преобразовать постоянное напряжение в постоянное с повышением напряжения, используя соответствующую индуктивность или повышающий трансформатор. В качестве примера на рис. 9.38 показана схема, в которой используется спепиальная ИС импульсного преобразователя типа КС4190Х и которая позволяет повысить Импульсные источники питания 237 я| +5 В ов Ваьм пост.
ньав ов -5В ПЧ454а О Похамьхь 74НШ4 Рис. 9.37. Практическая импульсная схема лля получения напряжения пита- ния -5 В из напряжения +5 В. напряжение с 5 В до 15 В при токе нагрузки 25 мА. У этой схемы к.п.л. равен 85%, коэффипиент нестабильности — 0,04%, нагрузочная способность— 0,2%. Рабочую частоту можно выбрать от 100 Гп до 75 кГп: в нашем примере она равна 25 кГп.
Повышение напряжения происходит за счет противо-э.д.с. в индуктивности А, которая представляет собой простой радиочастотный дроссель с инлуктивностью 1 мГн, включенный между источником напряжения и прерывателем. В противоположность этому повышающему преобразователю, в понижающей схеме индуктивность включается между прерывателем и выходом, где она действует как элемент делителя напряжения и как элемент фильтра. На рис. 9.39 показаны четыре основные конфигурапии схем импульсных источников питания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
