Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 3. Сложные ИС для устройств передачи данных (1987) (1092083), страница 47
Текст из файла (страница 47)
З.тб. Блок-схема стабилинзиронанного низковольтного наточкина питания. ет вывода от средней точки вторичной обмотки трансформатора в противоположность двухфазным схемам, в результате чегет может быть уменьшено число витков трансформатора (число тЗА). Большее количество диодов, необходимое для этой схемьг: выпрямления, в настоящее время не вызывает проблем, поскольку угке давно мостовые выпрямители являются предметом массового производства, а их стоимость определяется лишьспособом герметизации диодной схемы. Если в одном корпусе имеется на два диода больше или меньше, то зто никак не влияет на стоимость изделия.
Используемые в выпрямителях кремниевые стабилитроны разрабатываются таким образом, что их работоспособность сохраняется в определенных условиях, например прн максимальных токах, возникающих при включении питания. Естественно, для получения требуемого тока нагрузки нужно подобрать соответствующий трансформатор. При подключении напряжения сети вторичная обмотка трансформатора в выпрямителе и сглаживающий конденсатор на какой-то момент могут оказаться короткозамкнутыми. Ток короткого замыкания ограничивается омическим сопротивлением вторичной обмотки, умноженным на трансформированное сопротивление первичной обмотки, динамическое сопротивление диода и эффективное последовательное сопротивление сглажи- между lдлббагрл /дд l'к/ дбх ~ ~сиад/' ь + гбшид~ соби грдбгадбт 000/ л/ Пбх Мупад7 д'дгин Рис.
3.76. Три схемы иыпрямлеиия переменного напряжения сети. а — однофазная: б — двухфазная; в — мостовая. вающего конденсатора. Общее сопротивление мы обозначиливеличиной Я,. При разработке выпрямителя необходимо обеспечить заданный ток нагрузки, а также пропуокание определенного импульса тока, возникающего при его включении. Допустимый импульс тока при включении Удоя приводится в таблице параметров для выпрямительных диодов.
Если выпрямитель не нагружен, то напряжение на сглаживающем конденсаторе достигает величины, равной максимальному значению переменного напряжения (У„,„,), к которому добавлено падение напряжения на диодах. Воднофазных и двухфазных выпрямителях с выводом средней точки это падение напряжения приблизительно составляет О,б В, а в мостовых выпрямителях эта величина больше, т.
е. 1,2 В. При подклю- Связь астройств обработки с внешней средой чении нагрузки напряжение сразу опускается до некоторой средней величины. Эта величина убывает по мере увеличения тока нагрузки. Средняя величина напряжения на выходных зажимах выпрямителей со сглаживанием зависит от отношения егь/17з и емкости сглаживающего конденсатора. Многие изготовители поставляют стабилизаторы, рассчитанные на стабильное напряжение, при котором не требуется применять дополнительные компоненты.
Эти стабилизаторы выполвяются в различных корпусах в' зависимости от токов нагрузки. Наилучшими являются исполнения ТО-3 н ТО-220 с токами нагрузки 1 А. Эти стабилизаторы можно сразу монтировать на печатную плату, но при этом необходимо подвести к плате нестабилизированное напряжение питания от выпрямителя. Преимущество этого метода состоит в том, что схемы, расположенные на других платах, не оказывают влияния на данную плату через шину питания, и наоборот. Стоимость стабилизаторов в корпусах ТО-220 сравнительно невысока. Рекомендуется также использовать стабилизаторы на интегральных схемах из зкономических соображений, поскольку стоимость источника питания на дискретных элементах является достаточно большой.
Из всего многообразия изделий мы выбрали стабилизаторы серии 78ХХ для краткого обзора возможностей их применения. Эта серия стабилизаторов поставляется фирмами 1к1а11опа! Веш1сопе1пс1огз (!к!8) и Га1гсп11б для различных стабильных напряжений, например 5 н 12 В. 3.38. Стабилизаторы напряжения серии 78ХХ Представленная на рис.
3.77 схема очень проста в эксплуатации. В случае длинных соединительных линий к входным н выходным зажимам стабилизатор рекомендуется подключать конденсатор. На вход подключается конденсатор емкостью 0,22 мкФ, а на выход — керамический дисковый конденсатор емкостью 0,1 мкФ. Схемы серии 78ХХ позволяют добавлением минимального количества компонентов легко перейти к стабилизатору, рассчитанному на более сильные токи, как следует из рис. 3.78. Мы видим, что параллельно стабилизатору включен транзистор рпр-типа, который пропускает большую часть тока нагрузки.
Входной ток стабилизатора частично проходит через переход эмиттер — база транзистора рпр-типа и вызывает появление коллекторного тока, который в Ою раз больше, чем был быток к стабилизатору, если бы между базой и эмиттером не было шунтирующего сопротивления 1г1. Галла 8 адцать шила Рис. 3.77. Стабилизатор напряжении серии 78ХХ 708 //ЙЛУ8 Оаиа=аИУУ ааш шили грнс, 3.78. Стабилизатор с параллельно нклготенимм трананстором для мак- симального тока нагруакн 1О А.
788 ЬХХУтЮ 77а,и=778 4итаатГУУ 77ашил шили Рнс. 3.79. Стабилизатор на 12  — 8А. Чтобы предохранить источник питания от перегрузок, па:раллельно входу транзистора можно включить два последовательных диода, которые отпираются, если ток нагрузки превыптает 7А(рис. 3.79). Благодаря этому стабилизатор продолжа.ет работать при дальнейшем увеличении тока нагрузки„а как только общий ток стабилизатора достигает 8А, срабатывает внутренняя защита от тока перегрузки.
В том случае, когда ток перегрузки сменяется малым то- ком нагрузки, вместо двух диодов можно использовать один 289 Селла рстройме обработки с еиеагией средой диод с последовательным резистором, сопротивление которого должно соответствовать максимальному току. Сопротивление для каждой отдельной схемы эмпирически определяется прямым напряжением диодов и рассеянием на переходе база— эмиттер транзистора дар-типа. Из-за необходимости защиты от тока перегрузки схема не предназначена для общего использования, поскольку не каждый источник питания можно наст- ат 1бг Ьс бгб 74 4 У ~Им гбегбрз обил !бб- -бл Обы?и глгглй Рнс. 3.80.
Стабилизатор 15  — 5А с защитой от короткого замыкания. роить на требуемый ток перегрузки. Это относится также и к схеме с двумя последовательными диодами. Более эффективной становится такая защита от перегрузок, когда сопротивление включается в эммитерную цепь транзистора р~гр-типа, в результате чего уменьшается влияние рассеяния на переходе база — эмиттер.
Влияние диода также уменьшается, поскольку последовательный резистор имеет большое сопротивление, которое определяет тот момент, в который ток нагрузки начинает изменяться. На рис. 380 представлена модификация этой схемы. Если исходить из того, что переход база — эмиттер и параллельный диод имеют приблизительно равное прямое напряжение, то распределение така между стабилизатором и транзистором зависит от величины отношения Й2Я1. Введение дополнительного резистора зт1 в эмиттерную цепь транзистора требует более высокого входного напряжения. Как уже упоминалось, чем больше будет выбранная величина сопротивления, тем выше будет воспроизводимость для тока перегрузки.
Но это также означает, что на эмиттерном сопротивлении рассеивается большая мощность, в результате чего снижается к.п.д. схемы. Кроме того, это влияет на тепловой режим стабилизатора. Таким образом, преимущества введения дополнительного резистора являются спорными. ! 9 — 807 Глава 3 Как было сказано выше, недостатком простейшей схемы является то, что невозможно с достаточной точностью установить границу появления тока перегрузки, поэтому при длительном коротком замыкании питание током прекращается из-за избыточного рассеяния.
Однако на практикедлнтельные короткие замыкания встречаются крайне редко, зато при измерениях и эксплуатации схем часто возникают кратковременные короткие замыкания. Эти кратковременные короткие замыкания вызывают значительные колебания тока, поэтому во многих случаях по технико-экономическим соображениям применение простейшей схемы бывает спорным. Зашита, вводимая в выпрямители, препятствует долговременным коротким замыканиям, но в случае с транзистором рпр-типа короткое замыкание может быть вызвано перегрузкой.
3.39. Стабилизаторы отрицательного напряжения серии 79ХХ Эти стабилизаторы имеют такие же параметры, как и аналогичные им стабилизаторы положительного напряжения. Если два этих вида стабилизаторов использовать вместе, то на выходе следует включить диоды, что и показано на рис. 3.81. Эти Ълт жарою ллр апа И стася Рис. 3.8К Источник питания с положительным и отрицательным аыкодными напряжениями. Гермаииевыя транзистор О! включен как Лиод. Оаа входных напряжения составляет 20 В (относительно земляк диоды служат для того, чтобы один стабилизатор не изменял полярность на выходе другого через сопротивление нагрузки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
