Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 135
Текст из файла (страница 135)
Однако следует иметь в виду, что формула (22-8) получена из условия н си з н е н ног о тока базьь Модуляция сопротинления га приводит и унелнчениго тока и формула 122-8) оказывается не. точнов. тируют конденсаторам С„, который «закорачивает» резистор на время переходного процесса Величина емкости Са должна удовлетворять условиям (22-16) в которых под гз, „следует понимать модулированное сопротивление базы.
При подключении ППН к источнику ЕГ схема часто не самовозбуыдаечся, так как начальные токи транзисторов малы и величина 1) недостаточна для выполнения условий регенерации. Чтобы обеспечить самовозбуждение, базу одного нз транзисторов прнсоединякп к источнику Е, через резистор (гтг нз рис. 22-9). Этот резистор задает такой базовый ток, при котором коэффициент (3 удовлетво. ряет неравенствам (20-10).
Нагрузкой преобразователя мы считали выше активное линейное сопротивление Я„. В случае д н у х т а к т н о г о ППН с двухполупериодным выпрямителем это вполне оправдано, так как напряжение Тг, Ф на выходе выпрямителя в течение обоих полупернояб + ~~:» дов равно а„Е, и претерЕг певает небольшие измене- С ния только во время ко- Та с, ротких фронтов. Зги изменения сглаживаются емкостью фильтра, которая, учитывая малую длительРис.
22-9. Практическая схема преобразователя постоянного напряженая вместе с вы- иметь Сравиительно непрямителсм (дроссель др в двухтактной большое значение. Под сосхеме необязателен). противлением гс„, строго говоря, следует понимать сумму гс„ + )с„, где К, — сопротивление выпрямнтельного диода или (в случае мостовой схемы) двух выпрямительных диодов. В о д н о т а к т н о м ППН разряд емкости фильтра Се за время паузы может быть существенным и тогда на эквивалентной схеме (см.
рис. 22-6) следует резистор )са зашунтировать конденсатором С~. Начальное напряжение на нем (которое можно отразить с помощью з. д. с., включенной последовательно с Се) меньше, чем Е„поэтому в начальный момент получается большой скачок тока 7„, ограниченный только сопротивлениями диода, обмоток трансформатора н участка коллектор — змиттер транзистора. Для предотвращения таких скачков тока, которые могут вывести из строя транзистор, целесообразно использовать фильтр, у которого дроссель п р е д ш е с т в у е т конденсатору Се.
Глава двадцать юретьл СлАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ хз-к ввкдкннк Полупроводниковые стабилизаторы напряжения используются в основном для питания низковольтной аппаратуры (в первую оче. редь транзисгорной). Как правило, выходные напряжения полупроводниковых стабилизаторов не превышают 50 Н. При разработке стабилизаторов нужно обеспечить две группы показателей: 1) максимальное (оно же номинальное) выходное нап ряжение (/ „„„ диапазон его регулирования и его допустимую относительную нестабильность 6, = Л(/ел,„Юв; 2) максимальный (он же номинальный) ток нагрузки е„, и диапазон его изменений А1„.
Как правило, принимают Ае„ = У„ „,„„ т. е. считают т'„ „„„ = О; стабилизатор, рассчитанный на 1„ „„„ Ф О, может выйти из сгроя при случайном сбросе нагрузки или в момент ле ге включения (если нагрузка имеет ИНДУКТИВНУЮ СОСтаВЛЯЮЩУЮ). де ГГ Л, Лля того чтобы нестабильность выходного напряжения укладывалась в заданные пределы как при изменениях нагрузочного Рнс. ввлк Обозначение злентрнче. тока, так и при изменениях пита- снях величин на схемах стабнлнющего напряжения, стабилизатор заторов. должен иметь соответствующие значениядифференциальных параметров †выходно сопротивления и козффициента стабилизации. К зтим необходимым параметрам обычно добавляют желательный к.
и. д. (особенно в случае мощных стабилизаторов) н допустимый дрейф выходного напряжения. Приведем определения перечисленных параметров, воспользовавшись обозначениями на рис. 23-1. Ввсссднсе сспрсптидлены характеризует изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки и постоянном входном напряжении ': (23-1а) Ве И/~ 1 ~= и, ж~,!я„= ° . (23-16) ' Лрахтнчесхн прн расчете н измерении сопротивления Гсем„зала ют на щеходе приращение Ж~а н делят его на соответствующее при ращенйе а ее = — сУа. Ксзф4ис(нент стабилизации характеризует ел роцентноеь изменение входного (питающего) напряжения по отношению к «лроцентномул изменению выходного напряжения при постоянной нагрузке: Коэффициеит полезного действия стабилизатора есть отношение номинальной мощности в нагрузке к иомииальиой входной мощности: 71 = тнакс1н ИАис и„„,„г,нен (23-2) Временной и температурный дрейф характеризуют абсолютиыми или относительными изменениями выходиого иапряжеиия за определенный промежуток времени или в определенном интервале температур.
При расчете стабилизаторов иомииальиое входное напряжение непосредственно ие задается, ио задаются его относительные допуски — верхний и нижний ( + 6„ и — 6„,). Тогда величины яь 1 ла 17 ! р! г~::Р1 — А а) Рис. 23-2. Снелетные схемы стабнлнваторов. ! а — вараллельного А.нла: 6 — последовательного типа; г — регулирующий алеменщ 7 — сравнввающнй н усилвтельный элемент. а — опорный влемент. О,„„„, (1т„оьп (l~„,„, и (Ьб~)„,„, будут связаиы следующими соотношеииями: ' и,„„„=и н (1 — 6 =(77 (1+6 т)А (тх(1 ) „,=(!7„(6„+6, )=)Ут„бт.
Определения (23-1) позволяют ввести понятия ч а с т и ы х ие стабильностей выходного напряжения по току и напряжению. Для зтого общую относительную нестабильность бв запишем как сумму (23-4а) ~~~и~тема 1н.вакс'твык ~~вин (23 46) 71а ь!а й . и ААТ Ага~ 6! 6 *- 1!и КОк гт ' (23-4в) Согласно (22-1а) ! ьит! в Согласно (23-16) (23-3 ) (23-36) (23-Зв) 23-2.
СТАБИЛИЗАТОРЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ТИПА Общие свойства. Если пренебречь током через Йс (внутрениее сопротивление регулирующего элемента) а, то на основании рис. 23-2,а легко записать: 1„+! +1„ (23-ба) откуда 61х+й/в+й1.= ' ',,' ' (23-36) Для энергетических расчетов, не связанных с д и ф ф е р е нц и а л ь н ы м и параметрами, можно положить (/е = сопк1; й(/ = О, т. е. считать стабилизатор идеальным. Кроме того, пренебрежем для простоты током 1, поскольку в реальных стабилизаторах 1,<,'1р (в случае необходимости можно в дальнейших формулах понимать под 1р сумму 1р + 1х). Тогда из выражений (23-5) следует, что ток регулирующего элемента зависит от двух величин — тока нагрузки и входного напряжения.
А именно, если (/, = сопз(, то изменение тока 1„сопровождается таким же, но противоположным по знаку изменением тока 1а; иначе говоря, токи 1„и 1р меняются во в з а и м н о п р о т и в о п о л о ж н ы х направлениях: (23-ба) Если же, наоборот, 1„= сопз(, то изменение тока 1р прямо пропорционально приращению входного напряжения: АГ/т Р (23-66) Выражения (23-6) приводят к выводу, что ток регулируккцего элемента минимален при максимальном токе нагрузки и минималь- а Этот ток, как правило, несушествев. Г!рк необходимости можно счктать сопротавдекие Л1 подключенным аарадледько сопротивдеааю Иа в виде некамекной нагрузки.
Выражение (23-4в) позволяет оценить необходимое значение коэффициента стабилизации, а выражение (23-46) — необходимое значение выходного сопротивления. Если выходное сопротивление нельзя сделать достаточно малым, то из (23-46) легко найти максимально допустимый ток нагрузки. Очевидно, что допустимый ток нагрузки и желательное выходное сопротивление находятся в обратной зависимости друг от друга.
Стабилизаторы напряжения делятся на два основных класса: параллельного типа (параллельные) и последоват е л ь н о г о типа (последовательные). Скелетные схемы того и другого типов показаны иа рис. 23-2. ном входном напряжении. Обозначим через 1р „„„минимально допустимый ток регулирующего элемента ', Тогда с учетом сказанного н о м и н а л ь н ы й ток будет связан с н о м н н а л ь н ы и входным напряжением следующим образом: 1р.ноа 1р. мин + оа 1р. ниа + (( ' (23 7) а Если сопротивление )то мало, ток 1р „,„может намного превышать ток 1 „„„. Из тех же выражений (23-б) ясно, что максимальный ток (по которому подбирают регулирующий элемент) имеет место прн холостом ходе стабилизатора и максимальном входном напряжении.
Прибавляя к току /р „„„приращения (23-6), получаем: р.э««с= р.эи + )» + 1н м»н« = 1»иаи+ о бх (23 3) » » Здесь 1,„„„= 1р „„„+ 1„„, — лгинилальный входной тон— величина, характерная для параллельных стабилизаторов, которая будет часто встречаться ниже. Напряжение на регулирующем элементе в простейшем случае (рнс. 23-2,а) равно выходному напряжению; следовательно, значение ()з ограничено допустимым напряжением регулирующего элемента: (1, (1 (23-9) Иногда последовательно с регулирующим элементом включают «гасящее» сопротивление )т, назначение которого рассматривается ниже. В этом случае ((р 0э — (р)г < (1».
Однако наличие «гасящего» сопротивления не позволяет избежать ограничения (2»-9), тзк как при случайньж перегрузках, когда ток )р уменьшается, напряжение ()р растет и регулирующий транзистор может пробитьсн. Необходимое значение номинального входного напряженна легко найти из формулы (23-3а), если подставить (/х„„ы= ()э + + 1,„„„)7а. Тогда (23-10) Коэффициент полезного действия стабилизатора найдем нз определения (23-2), используя полученное значение (/»а,„и номинальный входной ток 1»„,„= 1„„, + 1р „,„. Тогда с учетом (23-7) (( йад ( »1н.ма«« (23-! 1) ~и.+1, Яа(1, +Ь,и,~К> Легко убедиться, что знаменатель (23-11) имеет минимум, а к.
п. д. — максимум при некотором о и т и м а л ь н о м зна- » Очевидно. что регулирующий элемент (транзистор) не может работать при сколь угодных малых токах из-за уменьшения коэффициента усиления, роста выходного сопротивления и т. п. Ток /р,„м выбирается из уоховий сохранении приемлемых параметров регулирующего мемента. чении Яэ га атэонт 1т иин (23-12) Оптимальному сопротивлению (которое чаще всего принимают в сколько-нибудь мощных стабилизаторах) соответствуют максимальный к. п. д.
(23-13) г,й и номинальные параметры в оптималь- 8,0 ном режиме (1„ю„= '.; (23-! 4) 1 — ат 'бна ' 16 1р.нои = 1р.инн+ " — 1х мни. (23-15) 1т! ) йн, р. нои р. имн — Х инн. т,й Функции допуска бн„необходимые для расчетов, показаны гш рис. 23-3. 10 Может показаться, что уменьшение допу- 03 ока бю выгодно с точки зрения к. п. д. и других йараметров. На самом деле зто ие таю 00 с уменьшением бю умеиьшаешя )со о„т и соответствеиио возРастает ток 1р макс Эго, как по- 0т1 казаио ниже, заставляет выбйрэть регулирующий элемент с большим запасом по току и мощ- 0ах вести.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
