Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 67
Текст из файла (страница 67)
175 ЭН .х ) тех (31. 5) а х 3 а м м н Коэффициент нестабильности по току нагрузки тх )Гз.хи л. ° (31гб) Например, для стабилитропа Д814В с параметрами ге,=100м; Ле=!кОм, 1!:;,ф,а„=10В н Я„'-'-1кОм в результате расчета по формулам, приведенным выше, г'-;,:яаходим следующие параметры стабилизатора: Л„м,=10Ом, К,„-"10-', К„с=0,~~,~В, К„з=1'Уых Мззоггзкаокадззые ззораметричегкие стабилизаторы. Для уменьшения песта- ;;:,'~бвльнсзсти при изменении входного напряжения используются мпогокаскадные зг>яараметрические стабилизаторы.
В таких стабилизаторах выход первого каскада '!::зсоедиззезг со входом второго и т. д. !!; . Например, в двухкаскадном параметрическом стабилизаторе, приведенном па '; )з)зс, 31.3. а, должно выполняться условие У„х> (зен > Уе„з. При этом питание второ- ::, го стабилизатора производится почти неизменным напряжением 0г„о, даже гри !'::)Взменении 1У„. Недостатком такой схемы является пониженное КПД, так как для г яее требуется значительное увеличение входного напряжения У, Параметры двухкаскадного стабилизатора определяют по формулам Эсзхз ЭГ,гс з Кво =-'Као, К,о.; К„= )гг Роэбел 7.
Источники электропитания элект онпых ст ойста Из этих выражений видно, что в двухкаскадном стабилизаторе существенно:! увеличиваются значения К„и К„о, в то же время значения Л,„„и К... определяются ' только вторым стабилизатором и почти не зависят от гервого. Мостовой ларамелугический стабгыиэатор привелен на рис. 31.3 б. В этой схеме:. используется принцип компенсации изменения напряжения стабилизации стабиллт,' рона за счет противоположного изменения напряжения на компенсирующем сопрел:: тивлеции К„.
В таком стабилизаторе выходное напряжение равно разности напрхэ:„: жения стабилизации стабилитрона Р и падения напряжения на сопротивлении й, При увеличении напряжения У„, увеличивается напряжение на стабитнтро:! не Р. Одновременно с этим увеличивается напряжение на сопротивлении Яа. Есля.";--! сопротивление !1„подобрано таким образом, чтобы увеличение напряжения лз.'-'„ стабилитропе было равно увеличению напряжения па сопротивлении Л,о то вьь",', ходкое напряжение У„„„почти не изменяется. Для этого необходимо выполнять;,, Условие «„,!йм = К„!Ри Для мостовой схемы можно пользоваться следующими формулами для опре", деления параметров стабилизатора Очевидно, что при выполнении условия компенсации К„-- со, а К„о-"О.:, На практике, однако„удается увеличить К,, пе более чем в пять раз по сравнению ! с однокаскадным стабилизатором.
К недостаткам мостового стабилизатора следу- .'. ет отнести увшщченное выходное сопротивление. Тголлорсотурлол стлабиоизалол ларсьиетрмчоскит схем может аьтолляться 8 посредством компенсации ТКН. как показано ца рис. 3!.Зо. Так как стабнлн-:,' троны с напряжением стабилизации больше бВ имеют положительный темпера-:;;:, турный коэффициент напряжения около 4мВ1'С, а диоды при прямом включении:~~: имеют отрицательный температурный коэффициент напряжения !около -2мВУ'С),'::;, то при последовательном соединении стабилитропа и хдаух или песколькщ:,; диодов можно в значительное мере обеспечить температурную стабилизациьо:';: напряжения стабилитрона. Так, например, в стабилитронах хипа Д8!8Е ." последовательно со стабилитроном при его изготовлении включены лва дио- ',::.' да, которые и обеспечивают его температурную стабнлизациьо.
Такие стабн-; ":, литропы имеюэ ТКН до 0,00!'й от номинального значения выходного лапряже-.',:,' пия, равного 9В. Термокомпелсированные стабилитроны можно использовать в качестве ис-'.,':.':, точников высокостабилыюго напряжения, если обеспечить их питание стабюэь-' .„ пым током Если сравнить влияние температуры и изменения тока в таких стабл .',.:; литролах, то можно заметить следующее: для стабилитроиа Д818Е дифференци-:;.": альное сопротивление равно 18Ом и, следовательно, изменение тока на 1мК::: приводит к изменению напряжения стабилизации на !8мВ.
Для этого же стаби-'.!,." литропа изменение температуры на 100'С приводит к изменепщо напряжения,',.":у стабилизации только на 9мВ, что в два раза меньше, чем дает изменение ток» всего на ! мА. Из этого примера становится очевидной роль стабилизации тока, питающего стабилитрон. Лекция 31. Стабилнзато ы напряжения Схема термокомпенсированного стабилитронного источника со стабилизаци- . ей тока питания стабилитрона приведена на рис. 3!.4а. В этой схеме обеспечива"ется значительное снижение дифференциального сопротивления стабилитрона за ;., счет отрицательной обратной связи по току стабнлитрона.
В приведенной схеме :- ток стабилитрона не зависит от напряжения питания Ех, а определяется по форму::ле 1с =Кем/11„где !/е, — напряжение база-эмиттер транзистора ГТ! Выходное напряжение источника определяется выражением 1/,,=У, +Цм . где 1/„— - напряжение на стабилитроне при токе 1„=сонэк Эта схема также обес,;-лечнвает температурную компенсацию выходного напряжения. Если выходное :: яапряжение около 7 В, то напряжение на стабилитроне составляет примерно 6,2 В, ,; а его температурный коэффициент равен 2,2мВ1'С.
С другой стороны, напряже:. ние 1/еы имеет температурный козффициенз -2,2мВ1"С. Таким образом, суммар- ный температурный коэффициент выходного напряжения будет близким к нулю. . Достоинством этой схемы является ее простота, а недостатком то, что стабилиза:.:ция выходного напряжения возможна только прн 1/,,= 7 В. Этого недостатка лишена схема, приведенная на рнс. 3!.46.
Благодаря при'.менению операционного усилителя выходное напряжение можно изменять в до:.-:статочно широких пределах; оно определяется по формуле 1),н„= У,, ()+1!,/Рх), тгде 1/,,„—. напряжение термокомпенсированного стабилитрона, 1!, и Я, сопротив:ления делителя в цепи отрицательной обратной связи. Ток стабилнтрона поддерживается неизменным н выбирается по формуле 1„= !и„„- и,т)/Лы :гле 1!с — сопротивление в цепи положительной обратной связи. б) Рнс.з)/Ь Схемы сзхбияятронных истопников опорносо напряжения. с отркцнтепьиой обратной связью нх ляух трхнзисзорах !а) к не операционном ускянтеяе 1б) 339 Раздел 7 Источники зпекьропитания электронных уст ойств Например, если (Умм9В, а с),.,„=10В, .то необходимо выполнить успев)к" йтм9)1, (при Агм!кОм получим Л =9кОм). Для обеспечения тока 7 м10~Й"; необходимо выбрать Лсм100Ом.
Стабилитронные интегральные микросхемы (СИМС). В связи с тем, чтв)!:;: просе ой стабилитрон не отвечает требованиям, предъявляемым к оььорьььвь: ' источниками напряжения, были разработаны ИМС, которые имеют дьй'-:,::; (иноцыа три) вывода и выполнены как обычный стабилитрон, хотя в дей:;:.: ствительности опи являются ьнгуегральцыми микросхемами, содержагцими разляйт,'; ные активные и пассивные злементы. Все выпускаемые СИМС можп.ь разделыпу:; па три группы: ° температурно-компенсированные стабилитронные ИМС, . температурно-стабилизированные источники опорного напряжения, опорные источники с напряжением запрепьенььой зоны (Ъапс)яар ИОН). Твлууьсраул)рууо-коаиунуусууровауууувуе СИМО содержат стабилитроны, траызяо !а торы, диоды и пассивныс элементы, которые обеспечивают стабилизации':. тока и температурную компенсацию Обычно такие ИМС оформлены как стабк",): льттроььь,ь и имеьот всего два вывода.
В качестве примера на рис. 31.5 а приведена'::,::„ схема .Уакого стабилигроца 1009ЕН1. Она состоит из трех групп симметричных,';)- транзисторов. Каждая группа рассчитана на стабилизацию напряжения около.::!' 10В. Стабилизация тока гнитания внгцолняется транзистором 1тТ). Выходььые'':"! транзисторы 1''Тй и К79 работают в режиме усилителей тока. Микросхема обеспе-',,"-;" чивает стаоилнзнцию напряженьгя 31...35 В (в зависимости от группы), днфферек-:.:). циальное сопроьивление 10Ом при токе 7 =5мА и температурный козффыыяеььт':;)='. напряжения ТКН и 0,006", ./'С. микросхема предназначена для стабиуьизацььы й напряжения питания варикапов в устройсьвах настройки телевизоров и раднслрк-';,'1 емников, Оььорььььв нсквочьнки с Уьпьзрьстьсвььив.ьь заьзрещсььььоьь золы (Ьапс1йар ИОНУ' ~":) выполняются по схеме, изображенной на рис.
31.5 б. Идея такого источника осног -,.':!-'' вана ца создании опорно~о напряжения с положительнььм ьемпературным козф--;;:, фиписнтом. численно равным отрицательному темпераьурному козффььциеытуУ";-:-. б) тллзво 0000цн)) ир и Гпс )1 5. Ущ опьеннз» схема ИМС с~абслнтропа 1009ЕН! (а) и схема смеиппзатора на прннпжв . запрспмпнон соим ()ззпдяар) 16), раком с кажной сксмои . — тсповное схематическое изображение Ле ляЗЛ Стабилизато ы нал яжевия ~.'-напряжения база-эмиттер транзистора. Для схемы, изображенной на рис 31.56., .:можно записать выходное напряжение ИОН в виде к ~' бо+ ~2)11 (31 9) ;::.где !Г,, — напряжение база-эмиттер транзистора ГТЗ, $, - ток коллектора трап; зистора Р'Т2, равный (~4.„— ЕГ„и)/А~ Изменение выходного напряжения при изменении температуры Т на ЬТ мож"но определить, пользуясь уравнением (31.9).
(31. 1О) Напряжение Е„, и ток 1„. коллектора биполярного транзистора связаны урав„нением Эберса -- Молла (см. Лекцию 4) 1 и = (М9) Т„!п(),,гУ,,) 1,.поэтому для приращения напряжений база-эмитгер транзисторов )'Т! и г Т2 мож- :...но записать уравнения ки,„,=!!(9)6Т, !и!1,П) зим..=!!Ид)ГзТ„ЫИЦ (31. 11) ,~::;где )г — постоянная Больцмана, д - заряд электрона, Š— ток насыщения трап; злсгора„Л҄— приращение температуры перехода Подставив значения (31.! 1) в уравнение (31.10), получим: (31. 12) Если обеспечить выполнение условия т',,>1, !на практике выбирают 1,:..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
