Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 94
Текст из файла (страница 94)
При этом могут использоваться как однотипные, так н разнотипные фильтры. В качестве примера на рис. 13.!4, а, б приведены схемы комбинированных СИС- и С! С-П-образных фильтров. Расчет таких структур производится следующим образом. Сначала по величине допустимой для выбранного типа кондея. сатора пульсации напряжения определяют емкость конденсатора Сфь а затем, используя полученные выше выражения для коэф. фпппентов сглаживания 1гС- и йС-фильтроэ. определяют параметры их элементов.
Данный подход обеспечивает приемлемую точ. ность результатов при условии, что переменная составляющая напряжения на конденсаторе Се~ меньше его постоянной составляющей. При каскадном включении ЕС-фильтров можно считать, что для суммарного коэффициента сглаживания справедливо выражение чв ч19) " (13.33! где дь дт — соответственно коэффициенты сглаживания первого. второго и т.
д. звеньев фильтра. Используя выражение (13.33!, можно показать, что при заданном дв существует такое оптимальное число последовательно включенных однотипных (.С-фильтров (л „,1, при котором произведение ЬеСе всего фильтра будет минимальным. Значеине и... определяется выражением и,„, = ()и (1/()вф2. (13.34) Стабилизация среднего значения выходной электрической величины ИВП осуществляется с помощью дополнительного звена, коэффициент передачи которого по постоянной составляющей изменяется таким образом, чтобы уменьшить клн полностью исключить отклонение выходной электрической величины от заданного значения.
Звено, выполняющее данную функцию, называется стабилизатором. Существующие стабилизаторы могут быть разделены на два класса: параметрические и компенсационные, Параметрический стабилизатор обеспечивает поддержание вы ходного напряжения за счет собственной нелинейности используе 484 »аагд в»„ »аа !ньл а», Рне )3!3 Вое нзоаате-моя )и), параллельная !б) н поелеяояагельно напал.
лельчая )н) сеемн поетроення стааолнзатороа мого полупроводникового элемента. Примером такого стабилиза тора является устройство, выполненное на основе стабнлитрона. Компенсационный стабилизатор является замяв)чой системой автоматического регулирования.
в которой коэффициент передачи авена, включенного в цепь передачи электрической величины, зависит от разности входно!о н некоторого эталонного сигнала. Эт! типичный пример устройства, содержащего цепь ООС. В зависимости от стабплпзируечой электрической величины различают стабнлнзаторы кппря)кения.
тока или мощности. Изменение коэффициента передачи стабилизатора в зависимости от нзченения электрической велич! ны н нагрузке ИВП происходит за счег включения н него одного плп нескольких элемен. тов с регулируечыч коэффициенгом цередачн. В зависимости о! места включения такого элеченга все слнбилизаторы полраз,!слнются на последовательно!е, параллельногг и последовательно-параллельные (рис. !3.15). Нетрудно заметить, что по существу этн схемы повторяют основные схемы коммутации, рассмотренные в гл.
10. По способу )правления стабилизаторы делятся нв я»прорывные и ке!ючевыв (импульсные или релейиые). Стабилизаторы непрерывного типа используют актквный режим работы биполярно)о нлн полевого транзистора, в то время лак стабилизаторы импульсного нлн релейного типов — ключевой режим работы полупроводниковых приборов. Основным параметром стабилизатора, характеризующим стабильность среднего значения его выходной электрической величи.
ны, нак отмечалось ранее, является коэффициент стабилизация !см. выражение !!3.3)1, В зависимости от стабнлнзнруемой элек)рнческой величины различают коэффициенты стабилизации по напряженшо К,, !оку К... пли мощности Кп,о Ниже рассмот. рнм наиболее типичные схемы стабилизаторов. Параметрический стабилизатор напряжения. Типовая схема параметрического стабилизатора напряжения, выполненного иа ггабилитроне, приведена иа рис. !3.1б, а. Это параллельнан схе. Фвз Рис. 13.!б. Схема яараметрачесаого стабнлазатора на стабалатроне (а! а гра- фическая натераретацма ее работы (б1 Л(/»»льМ/в,.» О и Ю»=.сопа(.
з/а» Ю„//со н Ъ(/, .=3/..г,. Тогда диФференциальное сопротивление стабилнтрона, Откузо ди„„/ди = д/„г,/д/,„/('а; Ии)»т - (д(/е»/(/ы1/(д(/»,»/(/а .) =- (/а ./(о'((/е»г»), (13 3"1 где га— где (/„= ((/,„„..+ (/»» ь,)/2. 486 ма стабилизации. В данной схеме для поддержания выходного напряжения на требуемом уровне используется участок обратного электрического пробоя стабнлнтрона Г/31. Поясним прннкип работы схемы рис. 13.16, а с использованием ВАХ стабилнтрона (рис.
13.16, б). Предположим, что заданы выходное напряжение (/еа» сопротивление нагрузки /с. н диапазон изменения входного напряженнч (/,„„и (/,. и. Отложим на оси напряжений значения минимального и максимального напряжений н через этн точки проведем прямые, угол наклона которых определяется сопротивлением баластного резистора /го. Точки пересечения характеристики стз. билнтрона с проведенными прямымн дадут значения соответст. вующих выходных напряжений устройства. Прн этом будем полагать, что /с.Ъ/(а и /о=/«,. Очевидно, вследствие нелинейности ВАХ стабнлитрона измененяк» Л(/,»=(/».
- — Ьа» ~ будет соответствовать нам«ивине выходного напряжения Ь(/»~»=(/»~»~»»вЂ” — (/ем» мо», причем Л(/,. ЬЬ(/.и» Коэффициент стабнлнзаинн устройстна (рис. 13.16, а) ориенти ровочно можно орех«лить в предположении, что Расчет параметрического стабилизатора может быть Выаолкси Иа УСЛОВИЯ )~ и«'К!~т "К)««в»» С ИСПОЛЬЗОВВИИЕМ ВЫРОЖЕККЙ (и„„м,„- и,.„! )), = и, „гА)„.,„+ У„.ы; (("в» т»» (»в х) )«Ь ("'в»х/)«хм»х+ ~«тм»х (13.36) Пример 1ЗЛ. Рассчитать параметрический стабилизатор напряжения при следующих условиях; выходное на»»ряженке (Г»«,=5,6 В; изменение тока на.
грутки $.. 15 мд; изменение входного напряжения +15...— 20 «2». Реюение !. По зад»иному напряжению выберем требуемый тип стаби. юыронэ. Заданное напра» ение обеспечивает стэбилитрон КС456А. имеющий следующие параметры У«, ч -5.04 В: (l«, 10 мА1; 0«т»«6,16 В (!«« - 10 чА1: О, .«3 мА: 1„„!67 мА: г„-7 Ом. 2 Зададим»щничэльиый рабочий ток стабилитрона /„..» 5 мА н най. эем соотеетстэуюиюе ечт»»акен»»х»ьно возможное напряжение стабилитропа (г, «».
К««». М; «616 (!О 5!!О» 7 6125В 3 Задал«»»г на»симам пмй рабочий ток»табилнтрона 1 ° в»|» 50 мА к иэадем соответствующее ему минимально возможное капряженне стабилитрона (Г ««» ГГ««чм+ тГ г««$.04+ (50 — 10! 10».7 5,32 В. 4, Знэчеиис ~«г«»и«кальяо»«» и»»диого иээрэжек!»я»г»»». н 17» найдем из выражения (1336»: 0.6ствх» в -(г««,„»» + Г»» внв.
(7ь (7« мы ! ° 15»Г»» вв» «««вь» ('«» и!в +1»» и»» 1»ь (7» т»» Откуда 0» 145 Ом: О„, . 11,5 В, Принимаем (7» 150 Ом. 5 А!иинмальиое и мэксимачьное входные напряжения. соотвенственпо равны О», в,«1.15(Г»» н-»-13,2 В; У~~ — 0,6 (Г»»«9,2 В 6. Йлх вмбРанных (7». и (7«оиРеделим токи 1 в» и Г«.ч»»: 9,2-6,12э 6,125 и» «т ««»х . !5. ГО тим о,ни 150 3 6 (7Ь ((в м»» 150 5 $ Потученные значения лежат в рабочем диапазоне токов выбранного стабилитрона.
7. Найдем коэффианент стабилизации. Согласно выражению (13.3$), 5.6.!50 2 (13,2+9,2) 7 467 Рис 13.17. К пояспеиию прин. ияпа работм хомпеисаппоиимх стабипиэаторов Рпс !3!В Схема иепрерывпото ком. пепсахиоипого стабилизатора постояпното наприэхеиия Типовая величина коэффициента стабилизации параметрического стабилизатора Кп „=10 ... 30.
Лля получения стабилизяцин напряжения с коэффициентом до 100() и более применяют компенсационные стабилизаторы. Принцип работы компенсационного стабилизатора основан нп использовании цепи ООС. Для реализации указанного принципа устройство кроме регулируюшего (исполнительного) элемента (РЭ) должно содержать измерительный элемент (ИЭ). элемен! сравнения н источник эталонного напряжения Утт (рис, !3.17). Выходное напряжение измерительного элемента, пропорциональное стабилкзируемому параметру. сравнивается в элементе сравнения с эталонным напряжением, н полученный сигнал ошибки та»ш= ('ат Инэ )'ПРаВЛЯЕт КОЭффиниш1ТОМ ПЕРЕДапн РЭ. УИЕЛН чеиие и,м, вызванное уменьшением выходного параметра.
увеличив коэффициент передачи РЭ, что ведет к восстановлению исход нога значения выходного напряжения. 1! наоборот, увеличение выходного напряжения, уменьшая сигнал ошибки, уменьшает ко. эффициент передачи РЭ В зависимости от вида выполнения РЭ различают непрерывны» н ключевые компенсационные стабилизаторы напряжения, В не. црерывных комцеисационных стабилнзатэ рая и качестве РЭ используют биполярный нлн полевой транзистор, работаю!ций в активном режиме работы (режим генератора тока). В ключевыт компенсационных стабилизаторах роль РЭ выполняют рассмот.
ренные в гл. 1О импульсные усилители мошностч. Если выходное напряженне ИЭ пропорционально выходному напряжению устройства, в схеме рис, 13.!7 реализуется режим стабилизации напряжения (соответственно прн намерении тока илн выходной мощности можно получить стабилизаторы тока и мошности). 4бб Непрерывный компенсационный стабилизатор иапряжеиия. Тииовая схема талого )стройства лриведеиа иа рис, )3.)8. Рассгаот. рич ее работу. Выходное напра>«ение стабилизатора равно раз.
кости его входного иаиряжеиия и падения напряжения между выволами эмиттера и коллектора регулирующего траизистор, УТ: У,„,=-ӄ— Ука. В свою очередь, лля Укз справедливо выражение У>з -Уьь+Уьз=-Е!>в+сова(, Напряжение Уьв опрелелвегся падением напряжения иа резисторе счещеш>я Я,„, (Укг, =1»г(, = =У,„— У>,>, „). Оиерацноииый )силитель 0Л вкл>очек по схеме )силителя г лиффереицпальиым нходол> и поэтому его выходное иапряжеиис согласно выра.ьеии>о (8.22) равно Ежил в ° Ао„! У» — У»т). Так как цепь ООС в )сил>теле отсутствует, то из-за большого Ко„моя<ив считать.
что но пгех режимах оаботы ӄ— Уят=б, и. следовательно, выхолиое ш>пря «ение. стабилизатора У„„- У„(ЕЕ>+)Ет)/Е>з. Возиикноиеиие любых отклоиеиий выходного иаирял ения от указаниого уровия приводит к иарушеиию условия ӄ— Ует=0. 3 и и >чсимт выходи> е иаиряжеиие операционного усилителя, а стеловя>сльио, и иаиряжеиис Уьь транзистора УТ, комиеисир) я возиикиии отклонения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
