Москатов Е.А. Источники питания (2011) (1096749), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Для того чтобы ток стабилизации можно было выставить более точно, между затвором и истоком включают резистор, падение напряжения на котором регулирует ток стока. Принципиальная схема параметрического стабилизатора тока представлена на рнс. 5,2. 114 Стабилизаторы напряжения и тока 'тlТ1 зх1 тхн Рис. $4Ь Параметрический стабилизатор тока Если стабилизированный ток превышает сотню миллиампер, то полевой транзистор может потребоваться установить на охладитель. Выходное сопротивление параметрического стабилизатора тока примерно соответствует дифференциальному сопротивлению использованного полевого транзистора 1243, с.
1791. Параметрические стабилизаторы тока обладают теми же достоинствами, что и параметрические стабилизаторы напряжения. 5.3. Компенсационные стабилизаторы Компенсационный стабилизатор напряжения — это устройство, поддерживающее постоянным напряжение на нагрузке регулирующим прибором, управляемым сигналом, который получают в результате сравнения выходного напряжения стабилизатора с эталонным напряжением.
Разностный сигнал после сравнения напряжений обычно мал, и его необходимо увеличить, прежде чем подавать на регулирующий прибор, что реализует усилитель постоянного тока. Компенсационные стабилизаторы могут быть как линейными, так и импульсного принципа действия. В качестве регулирующего прибора в стабилизаторах с выходным напряжением ориентировочно до 0,5 кВ используют транзисторы, а в стабилизаторах с более высоким стабилизированным напряжением обычно применяют электронные лампы. Стабилизаторы, выполненные на лампах и на транзисторах, обладают одной и той же схемотехникой.
Регулирующий прибор может быть включен параллельно нагрузке, и тогда говорят, что стабилизатор — параллельного типа, или же он может быть соединен последовательно с нагрузкой, что соответствует стабилизатору последовательного типа. Последовательно с регулирующим прибором в стабилизаторах параллельного типа включают балластный резистор, который служит ограничителем потребляемого тока. В линейных компенсационных стабилизаторах рабочая точка регулирующего прибора не выходит из активного режима.
Оба типа линейных компенсационных стабилизаторов обеспечивают большой коэффициент стабилизации (до нескольких десятков тысяч) и обладают низким выходным динамическим сопротивлением. Самое главное — они не создают высокочастотных импульсных помех и паводок, что может стать решающим фактором в выборе между линейным и импульсным стабилизатором для питания чувствительной нагрузки. Преимущество линейных компенсационных стабилизаторов последовательного перед линейными стабилизаторами параллельного типа заключается в несколько более высоком КПД, который может достигать 70% и менее, а недостаток — в боязни даже кратковременной перегрузки по току, в результате чего регулируюший прибор может выйти из строя (как следствие, необходимы цепи электронной зашиты).
б.з. Компенсационные стабилизаторы 115 Достоинство линейных компенсационных стабилизаторов параллельного типа заключается в постоянстве потребляемого тока, в то время как ток через нагрузку можно варьировать в широких пределах [6, с. 146], а также — в устойчивости к перегрузкам и короткому замыканию в нагрузке. Недостаток — низкий КПД, который обычно не достигает 40%.
КПД линейных компенсационнь<х стабилизаторов можно существенно увеличить (примерно до 90е'з), если выполнить начальную стабилизацию в импульсном преобразователе (например, за счет ШИ вЂ” регулирования), а затем — окончательную компенсационным стабилизатором. При этом разница между входным и выходным напряжением компенсационного стабилизатора будет незначительна, и на регулирующем приборе будет падать небольшое напряжение. Об импульсных преобразователях речь пойдет в следующем разделе книги.
5.3.1. Компенсационный стабилизатор напряжения В качестве примера рассмотрим принципиальную схему широко распространенного компенсационного стабилизатора напряжения с последовательным включением регулирующего прибора (рис. 5.3). +0вх '«Т4 2М3055 Рб 0,33 +Овых Рис. б.з. Компенсационный стабилизатор напрямения Компенсационный стабилизатор обладает следующими основными техническими характеристиками: ° диапазон флюктуации входного постоянного напряжения — 2! .,38 В; ° пределы регулирования резистором К8 выходного постоянного напряже- ния — 18..35 В; ° допустимый ток нагрузки — 0..3,3 А; ° ток срабатывания системы защиты — 3,35 А; ° длительность срабатывания защиты от перегрузки по току — 16 мкс; ° выходное динамическое сопротивление — 0,036 Ом; ° коэффициент стабилизации напряжения — примерно 950; 116 Стабипизаторы напряжения и тока ° КПД при максимальном входном и выходном напряжении и наибольшем токе нагрузки достигает 85;4; ° КПД при максимальном входном и минимальном выходном напряжении и наибольшем токе нагрузки составляет 43е4.
Опишем назначение узлов и компонентов этого "классического" устройства. На компонентах К1, К2, ЧР1 и ЧТ! собран стабилизатор тока. Резисторы КЗ и К4 определяют положения рабочих точек соответственно транзисторов НТЗ, ЧТ4 и обеспечивают устойчивое функционирование стабилизатора при флюктуации температуры окружающего воздуха !72, с. 118]. Компоненты НТ2, ЧТЗ и ЧТ4 включены таким образом, что образуют составной транзистор Дарлингтона.
Для управления большим током через выводы коллектор-эмиттер транзистора ЧТ4 достаточно протекания небольшого тока базы транзистора ЧТ2. Ограничивающий ток резистор Кб и стабилитрон ЧО2 образуют параметрический стабилизатор образцового напряжения. Резисторы К7, К8 и К9 составляют делитель выходного напряжения компенсационного стабилизатора. Резистором К8 устанавливают величину стабилизированного напряжения, приложенного к нагрузке. Транзистор ЧТ5 усиливает разностный сигнал опорного напряжения, падающего на стабилитроне Ч02, и выходного напряжения стабилизатора !244, с. 190].
Конденсатор С! повышает устойчивость усилителя постоянного тока, однако, в принципе, он может отсутствовать. Допустим, что выходное напряжение стабилизатора в силу какой-либо причины увеличилось. В результате этого возрастет ток базы транзистора ЧТ5, включенного по схеме с общим эмиттером, и увеличится отпирающее его напряжение база-эмиттер. Ток коллектора транзистора ЧТ5 станет больше, а ток через базу составного транзистора Дарлингтона ЧТ2 уменьшится, в результате чего рабочая точка транзистора ЧТ4 сместится ближе к области отсечки, и выходное напряжение стабилизатора возвратится к номинальной величине [179, с. 227]. Система зашиты от перегрузки по току работает следующим образом. Если ток, протекающий через нагрузку, превысит ток срабатывания системы защиты, то на резисторе К5 будет падать постоянное напряжение, величина которого будет больше порога зажигания светодиода оптрона 131.
В результате фотодинистор оптрона !31 перейдет во включенное состояние, соединив через небольшое собственное сопротивление базу транзистора ЧТ2 с локальным общим проводом. Составной транзистор Дарлингтона перейдет в состояние отсечки. Емкостная нагрузка рассмотренного стабилизатора напряжения недопустима, поскольку ток заряда конденсатора приведет к срабатыванию системы защиты. Транзистор ЧТ1 марки МРЯ404 можно поменять на КТ209К; транзисторы ЧТ2 н НТ5 — на КТ602БМ; компонент ЧТ4 — на прибор КТ801Б.
Очевидно, что чем больше будет падение напряжения на регулирующем приборе, тем большая в нем будет выделяться мощность и тем более эффективным должен быть его охладитель. Для худшего, с энергетической точки зрения, случая эксплуатации при максимальном входном и минимальном выходном напряжениях и при наибольшем токе нагрузки транзистор ЧТ4 марки 2!к!3055 необходимо закрепить на охладителе с полной площадью поверхности в 600 см'. Стабилитрон Ч01 можно заменить одним из приборов: ХН8,2, ! М5344В, ВЕХ85С-9Ч1, ВЛЧ85С-9Ч1, Ю5346В, Д814Б, — а стабилитрон Ч132 — поменять на 11к14742А, ВЕЧ49-С12Ч, ЕМУ!2, ВЕХ85С-12Ч, В2Ч85С-12Ч, УУ! 2, Пк15349В, ХУ! 3, Пк15350В или Д814Д.
Компенсационный стабилизатор напряжения, изготовленный в точном соответствии с принципиальной схемой и из исправных деталей, должен начать работать сразу, без налаживания. 5.3. Компенсационные стабилизаторы 117 6.3.2. Интегральные компенсационные стабилизаторы напряжения Рассмотрев компенсационный стабилизатор напряжения, выполненный на дискретных компонентах, можно сделать заключение, что он содержит значительное число компонентов и соединений между ними, что снижает общую надежность, а устройство занимает сушественный обьем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
