Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Первые интегральные микросхемы компенсационных стабилизаторов напряжения появились в 1967 году. С тех пор их ассортимент достаточно ;:: ' определился, поэтому можно считать, что основными группами таких ИМС являются: . трехвыводные стабилизаторы фиксированного напряжения (положительного или отрицательного).„ ° стабилизаторы фиксированного напряжения с малым падением напряжения па регулирующем элементе (!отч с1гор), стабилизаторы регулируемого выходного напряжения; многоканальные сгабилизат оры. Рассмотрим нехоторыс особенногли этих групп. Стабилизаторы фиксированного выходного напряжения выполнены по структурной схеме, приведенной на : .
рис. 31.8 6. Недостатком этих стабилизаторов является сравнительно большое (до 2,5В) падение напряжения на регулируюшем элементе. Последнее обусловлено тем, что эмиттерный повторитель нельзя ввести в состояние глубокого насыщения и тем самым снизить падение напряжения на регулирующем элементе. Стабилизаторы с малым падением напряжения (!ои бгор) выполнены на регулирующем элементе с коллекторным выходом. В таких стабилизаторах напряжение на регулирующем элементе снижено почти в 5 раз (до 05 В).
Упрощенная структурная схема стабилизатора 1158ЕН5 приведена на рис. 31.9. В схеме использован регулирующий транзистор с двумя коллекторами, олин нз которых является 345 Раздел 7, Источники злект олитания злект онных ст ойств Вход Рнс. 3! У Структурная схеча стабилизатора с чалым нааряхеггнсм нг1 регулнрунзнгсы элементе выходным, а другой — — датчиком тока для схемы защиты от перегрузки по току.:,,'; Кроме того, в схеме имеются еще две защиты: от перегрева и от повышенного входного напряжения. Регулируемые стабилизаторы напряжения имеют дополнительный вывод, :,!;. предназпачегшый для подключения делителя выходного напряжения.
В связи сзтим их часто называют четырехвыводными. Эти стабилизаторы применяют . хз в тех случаях, когда необходимо иметь нестандартное выходное напряжение или требуется точная подстройка. В остальном их схемы пе отличаются от трехвыводных стабилизаторов. КПД интегральных стабилизаторов напряжения зависит от соотношения ' '..:~ входного и выходного напряжений: т! =Ч/, „1,1~11„1;~=бг,„,„/бг„„ и можег меняться от 30 до 90%. 142ЕН5 142ЕНЗ!4 Выход б'! 'хга Рнс. 3! !О. Рс~улнруечые стабилизаторы на нстырсхяыаоднов ИМС (а! н трехвыаоднон (б) Ленам 33 Ивчс альпые мук осхемы уп авления имп льснъ1ми источниками элек опитания регулируемое выходное напряжение можно получить не только с помощью ;-' четырехвыводного стабилизатора, по также и с помощью трехвыводного, как пока,, зано на рис 31.10.
В четырехвыводном стабилизаторе делитель напряжения под; кшочается к дополнительному выводу (рис. 31.10а), а трехвыводном — так, как : показано на рис 31,10 6. При этом выходное напряжение определяется по формуле: и„,=-и„,,„, ~1 3К.ЗК,) ~,.р.,эи,,„,.„ -" где Ц„,... фиксированное выходное напряжение микросхемы, 3„-- ее ток питания. Лекция 32. Импульсные источники электропитания Виды и особенности импульсных источников электропитания. Импульсные, или ~1: кл1очевые, источники электропитания в настоящее время получили распространевае не меньп~ее, чем линейные стабилизаторы напряжения. Их основными досго- ,.~. листвами являются: высокий коэффициент полезнгло действия, малые габариты и ';;::.
масса, высокая удельная мошность. Все перечисленные свойства эти источники ;:;: литания получили благодаря применению ключевого режима при работе силовых ::,. элементов. В ключевом режиме рабочая точка транзистора большую часть време:. "на находится в области насыщения или области отсечки, а зону активного (лилейного) режима проходит с высокой скоростью за очень малое время переключения. !, Прн этом в области насыщения напряжение на транзисторе близко к нулю, а ;:, в режиме отсечки в транзисторе отсутствует ток, благодаря чему потери в транзи-,': сторе оказываются достаточно малыми.
Все это приводит к тому, что средняя за ';: период коммутации мошность, рассеиваемая в ключевом транзисторе, оказывает:::; ся намного меныпе, чем в линейном регуляторе. Малые потери в силовых ключах ::: приводят к уменьшению или полному исключению охлаждаюШих радиаторов. Улучц1епие массогабаритных характеристик источника питания обусловлено :: прежде всего тем, что из схемы источника питания исключается силовой транс::: форматор. работшощий на частоте 50 Гц. Вместо него в схему вводится высокоча,'' стотный трансформатор или дроссель, габариты и масса которых намного мень:: ше низко гастотпого силового трансформатора. К недостаткам импульсных источников электропитания обычно относют ...
сложность схемы, наличие высокочастотных шумов и помех, увеличенные пульса'.. ции выходного напряжения, болыпое время выхода на рабочий режим. Сравни::-'тельные характеристики обычных 1т. е. с силовым трансформатором) и импульсных источников питания гриведепы в табл. 32.1. Сравнение гп их характеристик показывает, что КПД импульсных источников '-; питания увеличивается по сравнению с линейными в отношении 2:1, а удельная , мощность возрастает в отношении 4:1.
Прп повышении час| оты преобразования с '-'20кГц до 200 кГц удельная мощность увеличивается в отношении 8;1, т. е. поч~и .- в два раза. Импульсные источники питания имеют болыпее время удержания вы' ходного напряжения при внезапном отключения питания. Это обусловлено тем, 347 Раздел 7 Источники злект опитания злект овных ст яств Таблица 32.1 Сравнительные характеристики импульсных н линейных ИВЭП ~ ктериетим дм' но| о напр яженню, % мВ 2 .5 что в сетевом выпрямителе используются конденсаторы большой емкости и с вы- ';,' соким рабочим напряжением (до 400В). При этом размеры конденсатора растут",:.! пропорционально произведению СУ, а энергия конденсатора пропорциональна.';,' С1/"..
Этой энергии конденсатора сетевого выпрямителя достаточно для поддержа- ",, ния в рабочем состоянии источника, питания в течении времени до 30мс, что '':, очень важно для сохранения информации в компьютерах при внезапном отключе-':1 нии питания. В то же время пульсации выходного напряжения в импульсных источниках '.,' питания больше, чем у линейных, что обусловлено сложностью подавления корот- "„. ких импульсов при работе импульсного преобразователя. Другие характеристики у этих источников практически совпадают. Обобшенная структурная схема импульсного источника питания приведена на рнс. 31.1. Она состоит из четырех основных блоков: ° сетевого выпрямителя с емкостным фильтром; высокочастотного инвертора выпрямленного напряжения сети; ° устройства управления высокочастотным илвертором (обычно это специа- '.!~ лизированная микросхема управления); ° выходного высокочастотного выпрямителя с емкостным фильтром.
Поскольку принципы построения входного и выходного выпрямителей рас-'::) смотрены в Лекции 30, то ниже будут рассмотрены принципы построения высоко- .:; частотных регулируемых инверторов, а в Лекции 33 будут рассмотрены специ шн-::!. зированныс л1икросхемы управления импульсными ИВЭП. Высокочастотный инвертор и устройство управления совместно образуют импульсный преобразователь, который может быть индуктивным или емкостным. Наибольшее распространение в импульсных ИВЭИ получили индуктивные импульсные преобразователи, которые можно разделить на дроссельные (или автотрансформаторные) и трансформаторные.
Емкостные (конденсаторные) преобразователи находят ограниченное применение — - для инверсии полярности вли удвоения (умножения) напряжения. Обычно они представляют собой устройства ..;:.~:; 343 Лекпня32. Импульсные исто гники аггскт опитапня Сея ь 50 Гп Выпр. нкпр Ик Р~~с Пгкг я*пряж 20...100 кГп тг "г — к "" ~щт к Выкс,г к ! с О- —— Иг с пасто г и ы й Рямюепь фняьгр ! Ссгевси выпря- мптеяь п фггпьтр !и, ! ! Импульсный пресбраасватеяь вс пя Рнс 12.1. Обвешенная структурная сксма нмпупьснсгс исто нпкв ~пгкгропг~гаппя спереключаемыми конденсаторами и используются для питания маломощных нагрузок Дроссельные и автотрансформаторпые преобразователи относят к разряду импульсных стабилизаторов напряжения, которые делят па три гр)ппы: понижающие, повышающие и инвертирующие.
Особенностью импульсных стабилизаторов является их гальваническая связь с питающей силовой сетью. Для исключения гальванической связи на входе им!.' пульсного стабилизатора иногда включают силовой трансформатор, однако зто снижает удельную мощность Трансформаторные импульсные преобразователи не имею! гальванической связи с сетью, однако их удельная мощность ниже, чем у дроссельных. Трансформаторные преобразователи можно разделить на однотактные н двухтактные. Воднотактных преобразователях энергия передается па выход только в течение одной части периода преобразования. Если энергия передается при включенном силовом ключе, то такой преобрауователь называют прямоходовым (Гогьуагс)), Если же знергия передается при выключенном состоянии сипово~о кшоча, то пре'образователь называют обратноходовым (НуЬас1с).
Двухтактные преобразователи делят на двухфазные (РпзЬ-Ргг11), мостовые (Ец!1-Впс)де) и полумостовые (На)Г-Впс!йе). В двухтактных преобразователях используются обе части периода преобразования. В отличие от однотактных двухтв1ктные преобразователи работают без подмагничивания сердечника трансформатора постоянным током. 349 ,";г РаЫги 7, Источники элеат опитания элеат онных ст ойств Рассмотрим работу ключевого источника питания, пользуясь обобщенной структурной схемой, привеленной на рис. 32.1. Гармони ~еское напряжение сети /50 или 60Гп) выпрямляется сетевым выпрямителем и заряжает конденсатор фильтра, имеющий достаточно болыпую емкость. Большая емкость фильтра сетевого выпрямителя обеспечивает низкие пульсации выпрямленного напряжения и увели;икает время удержания выходного напряжения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
