Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 95
Текст из файла (страница 95)
Лоиустим, выходное иаиряжеиие стабилизатора увеличилось. Тогда У»з>У„„, что ир>шолит к умеиьшеиию напряжения Уо>,„„ и соотве>сгв)ющем! )иеличешпо Уя,в и Ук:> траизисгора УТ, по кочпеисирует вошиьшие отьлоиеиия. При уменьшении У, „ увеличиваезся Уо>.... уменьшается У>,,„и У>,» и выходное напряжение восстанавливается.
Та«им образоч, если коэффициент усиления операционного усилителя Кс„— со, то вь>ход~и>е наиряжеиие сгабилизагора полностью определяется значением эталонного напряжения У„и коэффициентом иерелачи делителя иа резисторах и>! и ЕЕ2. Коэффициент сгвбилизации иаиря>ьеиш> данного усгройства чожет быть оиределеи из следующих соображений. Коэффициеиг передачи входного возмущении (К,>в), т. е.
из. чеиеиие иаирн.«ения иа выходе с>абилизатора ири отсутствии цепи ООС (!в=сои«!), определяется соотиошеиием выходиого сопротивления траизистора (г, „„,) и сопротивления нагрузки ()Е„): ЕЕс.О.— "Еи!(~>е ъ р)Е»). Обычно, г „,>)Е„и К„о<!. Тогда, учитывая, что ЛУ,„, =К,»>ЛУв> для коэффициеита стабилизации схемы иолучаем К,„- (ди,„(У,„У(дУм,„)У,.) =- (У,„„ЕУ„) ЕЕ„,= (и Ум)( +)з )>)з > где г, „„=!//)зээ — выходное дифференциальное сопротивление транзистора.
Введение ООС изменяет коэффициент передачи стабилизатора. Ранее, было показано, что Коне=Ко/(1+ЬоосКо) В на)неы случае коэффициент передачи цени обратной связи /лоос — Ксг«К«ел, где Алел — )7зг()тзз + )ззз). Тогда коэффлциент передачи стабилизатора К»т Оос К»т»/(1 + К»теК»г„Кл л)- (13.37) Подставляя (13,37) в (1З,З), получаем (КН)»лоос (/элх (/ь«К»з ООС = (/впх(1 + К»теКЬ'К«ел)з'(/е«К»за -- (Ки)»те -1 ~в,зК»»„К«ел/(/э« — ((7« зт/(~вх) КО,К«ел ч~ 1 (13 33) Таким образом, введение в цепь обратной связи операционного усилителя позволяет существенно повысить качество выходного напряжения стабилизатора.
Учитывая также, что цепь ООС ч непрерывном компенсационном стабилизаторе напряжения является связью по напряжению, выходное сопротивление стабнлнза. тора с усилителем в цепи ООС уменьшается примерно н К» еК»геК«эп рат, что значительно снижает коэффициент нестабнль. ности выходного напряжения по току нагрузки. Пример 13.4.
Рассылать непрерывный компеисаиноный стабилизатор напри л ения. предназначенный лля питания нагрузки, при //, 5 В, /и 1 А бззапа зои изменения входиог» ззапрям,етзззя 9,2 13,2 В. Коэффициент стабилнзаьпш по напряжению Кс„,>1000 Решение 1 Выберем си,ьзвоа транзистор из слелуюгдпх условий: /э ч зп Эз!з/Кзпп !,45 А, 1/к 3 ь* э «~1/э /К лп 19 В, зэ л~/и ч (1/э тэ» — 4/эчл) 8,2 Вт.
где К„п — коэффициент запаса, равный 0.7 0,8 Зтззм требованиям удовлетворяет транзистор КТ8!7А л/кэм„пп«40 Н (Ньээч1 з»0»е)1 /л тэ, и «=5 А: Рп =25 Вт; ймэ -25. 2 /чаксззмальиый ток базы транзисторз /к /и/(Из»э+1) 1/28 58.46 чЛ ».ог.засни схеме рис. 1318 и случае хозостого хода [А', оо) этот ток лоз жезл протекать в выхолпой пепи оосраююинозо усплитетя Однако этот т ззрпвыизаст выходной ток типовых операционных усплятелей, выполненных виде ИС. Поэтому для согласования базового тока транзистора с лыходны ином онераююииого усилителя необходимо либо вмбрать другой транзнст ч с бо.зыдин значением йт,э, либо в качестве регулируюпхего элемента неволь зовать схему составного транзистора 490 В рассматриваемом случае воспользуемся схемой составного транзистора, дополнив транзистор КТЬ)ТА транзистором КТ315А.
В этом оручае мзксималь. ный управляющий ток регулирующего элемента У 7 (/пэ) 1 (/вэз урр— +— иэ!+ //бэ) з)эз + ~бэт где А)бэ) — резистор, шунтирующий эмнттериый переход транзистора. Его со- противление оговаривается в справочных данных на транзистор. Длн транзистора КТЗ!5А имеем; Ьыэрн =30) //бв 1О кОм Тогда, иола. ивв)-(/вэз = 1. 1 1 ) 1 1 '(25+1 1 10 / ЗО+1 О 10 1(р 3. Сопротивление резистора /7»» выбираем пэ условия обеспечения проте- кания тока /„.р прн наименьшем входном напряжении /7,.-(«/....— (/.„,)//...-(92 — 5)/1,373 10-'-3059ком С запасом выбираем /7»» 2,7 кОм, В этом случае максимальный выходной ток операционного усилитечя /р»»»» =«() ю» — (/»ч )//7» З.ОЗ мА 4. В качестве источнвка эталонного иапрял ения используем параметрический стабилизатор каирах ения иа стабилитроие Стабплитрон выбираем пэ условия (/„р<«/»».
Используем стабилхтрон типа КС133А ((/ рри» 237 В; «/„ рь».-3 63 В при /„ 1О мА; г„ 65 Ом). Сопротивление баластиого рези. стара /7) выберем в предположении, что /„ операкиоиногп усилителя равно нулю и /»»ии» 10 мА: (/»»,— и,~ е мы 5 — 3,63 /Тз — г т= з — 65 72 Ом, 7)»п)п 10. 10 Прн выбранном /7» максимально возможный ток сгабилигрона /„„,= ((/,»,— (/„р )»)/(/7„+ г„) (5 — 297)/«72+65) 14,6 мА. что меньше максимально допустимо)о тока стабол)прона 5. Считая (/ р 3,3, найдем требуемый ьоэффикиеит передачи делителя на резисторах /72, ЙЗ: /(„.
(/ ° »/(/. З,З/5- 0 66 1огда, полагая /7» 1 кОм, определяем значение /13. 6. Определим допустимый диапазон изменения сопротивления резистора/73 » предположеннн, что /7)-сопя!=! кОм) /Тз((/»».— ('»том)») 1(5-2,97) 66 К,, ю)»=0,59; (/ с рм» =П) рм»»+б/саго 3,63+65(14,8 — 10) 10» 3,962 В„' 49! »7 (Ы,„,— (»сгони„! 1( г — З.9(г2! 2 (7ст о ваи З,962 Дв нч,=0.792 Возмоигное изменение йг равно а20 Ом.
7. Пренебрегая значением Ксг в ит выражения (13 Зв» ити иотффнипен. та усиления оиеранионного »силнтеля пол»чаем (/(гг»„оос П ° ! 000( и. 2 — 9, 2! /' у вги 878. Ычм,/(аеа вв 2 5 0.79 8 Операпионный гсилигсть выбираем из усгонпя Д,ч=б»8; »,„,ъЗ.ОЗ ггл Этгггг условием отвечает усилитель типа К»40»»Л»7. Принципиальная электрическая схема рассчитанного непрерывного компенсационного стабилизатора напряжения приведена на рис.
13.!9. Ее особенностью является питание операционного усилителя непосредственно от входного напряжения, Это обус. ловлено тем, что максимально допустимое напряжение его пита. ния больпге входного напряжения стабилиза»ора. Непрерывны(( компеисацпоиный стабилизатор тока, схема которого приведена иа рис. 13.20, отличается от стабилизатора напряжения использованием цепи ООС по току вместо ООС по на. пряжению. Для этого в цепь протекания тока вводится постоянный резистор /!„„напряженг»е которого сравнивается с эталонным (/сг. В качестве эталонного, как и в схеме стабилизатора на.
пряжения, используется напряжение параметрического стабилизатора на стабилитроне (7/2. Данная схема ие содержит дополнительных УПТ и сигнал ошибки выделяется непосредственно нь эмиттерном переходе биполярного транзистора !гг. Поскольку н даниоб схеме потенциал базы зафиксирован напряжением стабилитроиа, любое изменение выходного тока приведет к изменению напрчжения иа резисторе /с„,. Например, если выходноб ток уве. личится, напряжение, приложенное к эмиттериому переходу, уменьшится, что вызовет уменьшение базового.
а следовательно, н коллекторно»о тока транзистора И": /,„„— (и„- (/ьз!0„,/К„,(Им,+ !!. Более подробна данная схема была рассмотрена в 9 6.4.1. Ключевые стабилизаторы напряжения, Как следует из прин мила работы последователю»ых стабилизатором напряжения не прерывного типа, КПЛ подобных устро!!сгн принципиально не мо жет превышать значения Рн/Р„- (/„/„/((/„~ Уг,»/„- !/(1 ! (/,„„/(/.„), (13АО! где (/р,— падение напряжения на ре»улируюшем элементе. 492 Рнс 13 !9 Схема стабнлнаатора н нрнмеру ! 3 4 о. ~ г 1>ис 13 20 Схема непрерывного яонпенсан!юнного стабнлнэатора постоянного тона Р~ю 132! Схема силовой част!! ктюяевого стабн ~нзатора Ранее было отмечено (см.
гл. 12), что КПД электронного регулятора может быть существенно увеличен при использовании ключевого режима работы полупроводниковых приборов. Рассмотрим возможность реализации этого преимущества, Наиболее распространенная силовая часть ключевого стабнлн!атора показана на рис. 13.21. Она представляет импульсный усилитель мощности (ИУйг), работающий в первом импульсном режиме, в котором в качестве нагрузки выступает сглаживающий йС-фильтр. Прямоугольное напряжение, поступающее на вход ЬС-фильтра, содержит постоянную н переменную составляющие. Постоянная составляющая бесйрепятственно проходит на выход стабнлнатора, в то время как для переменной составляющей коэффнцигнт передачи фильтра мал, и она практически не попадает на вымтд стабилизатора.
Как отмечалось ранее, по виду управления ключевые стабнлнщторы подразделяются на импульсные, в которых используется импульсный моду,пятор, преобразующий сигнал ошибки 1/, в щюледовательность управляющих импульсов с требуемым значение!! коэффициента заполнения К, (рис. 13.22), и релейные ста- 493 туг а) Рнс 1322 Схема импульсного стабилизатора постоянного напряженна (а) н м внснмость относнтельной длнтельностн (Кг) упрааляюшнх лмпульсов ампулы ного мол)затора от ьстачнны си~ната ошибки У„, ий) хзм а пдшЮ ггог (гег тлагг карт сл С Ж Рпс !323.
Схема релейного стабилизатора постоянного напряжения (а), времен ные днаграммы, поясняющие ее работу, (б) н анд передаточной харантерястнхн компаратора (а) 494 бнлизаторы, в которых управление осуществляется по уровню выходного напряжения (риг. 13.23). Частота управлявших им пульсов в стабилизаторе первого типа, как правило, постоянна и задается внешним генератором )., В качестве импульсного модулятора может использоваться либо схема мультивибратора (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
