ivanov-ciganov2 (558065), страница 37
Текст из файла (страница 37)
с. изменяются. Поэтому такие ~ ~ й я я стабилизаторы называют линейнымн. Транзистор, а в схеме с параллельным включением и гасящий резистор Д, образуют силовую цепь стабилизатора. Цепь обратной связи стабилизатора включает в себя элемен- Д ты, с помощью которых определяются знак + + и величина ухода выходного напряжения от стабилнзируемого уровня, и усилитель этого Рис. 8.4 выделенного сигнала ошибки.
Та часть цепи обратной связи, где выделяется сигнал ошибки, называется схемой сравнения выходного напряжения с эталонным (опорным). Источниками опорного напряжения могут быть любые вторичные эталоны напряжения. Самым распространенным из них является стабилитрон (рис. 8.4). Показатели нестабильности у схем с параллельным и последовательным включением отличаются незначительно. Основное различие этих схем в к. п.
д. Стабилизатор с последовательным включением всегда имеет к. п. д. более высокий, чем с параллельным. Сравнив эти две схемы стабилизатора при одинаковых входных и выходных напряжениях и токах нагрузки, можно заключить, что потери мощности в гасящем резисторе схемы с параллельным включением всегда больше, чем в силовом транзисторе схемы с последовательным включением, так как по этому резистору протекает не только ток нагрузки, но н ток регулируемого транзистора. Потери мощности и регулируемом параллельном транзисторе, добавляясь к потерям в гасящем резисторе, делают к. п. д, такой схемы заметно меньшим, чем у схемы с последовательным включением. По этой причине стабилизаторы с параллельным включением транзисторов применяют значительно реже, чем с последовательным.
Особенностью схем с последовательным включением (см. рнс. 8.2) является то„что в них имеются две петли обратной связи. Одна из петель замыкается через усилитель, который на схемах показан как идеализированный четырехполюсник с характеристикой вход — выход вида рис. 8.2, б, а вторая возникает из-за того, что выходное напряжение воздействует на эмиттер триода непосредственно, так как оно приложено к этому электроду. Входная цепь усилителя вместе с опорным источником Е,„образует в данной схеме цепь сравнения. Напряжение подпитки выхода усилителя Е, отличается от опорного Е,„иа величину исходного смешения регулирующего транзистора.
Возрастание выходного напряжения по сравнению с опорным на ЛК вызванное увеличением входного напряжения ЬЕ, приведет из-за действия первой цепи обратной связи к появлению на базе транзистора некоторого запираюшего напряжения Й,.И/ (й„— коэффициент усиления усилителя) и из-за действия второй петлй, к повышению напряжения на эмиттере на И/. Таким образом, полное подзапирающее напряжение оказывается равным Изменение напряжения между коллектором и эмиттером транзистора из-за даваемого им усиления много больше, чем подзапираюшее напряжение Так как согласно (8.1) все изменение входного напряжения распределяется между транзистором силовой цепи и выходом, установившаяся нестабильность выходного напряжения оказывается малой: (8.5) Если даже первая петля обратной связи разомкнута, т. е.
А = О, то благодаря дейсгвию второй петли обратной связи стабилйзатор сохраняет часть стабилизирующих свойств. При большом усилении усилителя (й ~ 1) основной оказывается первая петля обратной связи и ею ойределяются в этом случае все свойства стабилизатора. Выходное напряжение рассмотренной схемы стабилизатора практически равно опорному.
Поэтому с ее помощью нельзя получить выходное напряжение более стабильное, чем опорное. В этой связи необходимо отметить особенности режима работы источника опорного напряжения в схеме стабилизатора. Через него не протекает ток нагрузки. Если в качестве опорного источника применен стабилитрон, то в силу подчеркнутой особенности на нем получается более постоянное напряжение, чем в том случае, когда он непосредственно стабилизирует напряжение на нагрузке. Это и позволяет получить высокостабильное напряжение на выходе стабилизаторов с последовательным включением транзистора и выходное сопротивление, меньшее выходного сопротивления опорного источника. Нестабильности выходного напряжения, вызываемые изменениями напряжения подпитки КЕ„и нестабильностью триода силовой цепи при большом й„, оказываются значительно меньшими нестабильности, вызываемой опорным источником и дрейфом характеристики усилителя.
Чтобы получить на выходе стабилизатора напряжение, отличающееся от опорного, необходимо в цепь сравнения ввести делитель напряжения. При выходном напряжении, большем опорного, делитель следует включать в цепь выходного напряжения. При обратном соотношении напряжений делитель включается в 'цепь опорного или дополнительного источника. В схеме с параллельным включением транзистора (рис. 8.4) делитель (резисторы К, и Р,) подключен к выходным зажимам, напряжение с него подается на базу триода. Источник опорного напряжения включен в цепь эмиттера.
Управляющее напряжение (напряжение база — эмиттер) в этой схеме О, (/Р,((Р, + )ттД вЂ” (/,„, (8.6) а его изменения, вызванные уходом выходного напряжения, тПР й~~~2(Рг+ йз)' (8.7) В первом приближении изменение коллекторного тока можно представить как (8. 8) где 3 — крутизна характеристики транзистора. Подставив соотношения (8.7) и (8.8) в уравнение (8.2), ойределяющие напряжение на резисторе силовой цепи Ям получим (ЬŠ— М3)(К, = Л7„+ М1БК,7Я, + й',).
Здесь й7„= АСУРЫ;„— прирост тока нагрузки, вызванный возрастанием выходного напряжения стабилизатора, обратно пропорциональный дифференциальному сопротивлению нагрузки Рп,. Из уравнения (8.9) находим нестабильность выходного напряжения, вызванную изменением входного напряжения ЬЕ, .в виде Ли~ЛЕ=1/~1+ — '+,""„~= ~,'+~~1'.
(8.16) Чем больше крутизна характеристики транзистора и сопротивление резистора силовой цепи Рм тем выше стабилизирующие свойства схемы. Управлякхцее напряжение по величине намного меньше опорного и выходного. Поэтому, опустив его в соотношении (8.6), получим (7 = (7.„ф, +г,)(Ю„ (8.11) что показывает примерную величину выходного напряжения рассматриваемой схемы. В данной схеме опорный источник. (стабилитрон) включен в силовую часть стабилизатора, изменения его тока почти равны изменениям тока нагрузки, Поэтому выходное сопротивление стабилизатора с па- раллельным включением триода не может быть меньше выходного сопротивления источника опорного напряжения, а коэффициент стабилизации всегда хуже, чем у схемы, составленной из резистора Р, и стабилитрона.
Влияние выходного сопротивления источника опорного напряжения (стабилитроиа) в схеме стабилизатора с параллельным включением триода на ее показатели не исчерпывается сделанным замечанием. Выходное сопротивление опорного источника создает дополнительную внутреннюю отрицательную обратную связь, уменьшающую усиление транзистора. л Изменение тока коллектора Л1чи который А', л, в этой схеме протекает через опорный источник, вызывает изменение напряжения на нем, равное г,„й1,р. Это йапряжение прикладывается к эмиттеру транзистора с такой полярностью, что действует навстречу первопричи- 4 'не (приоткрывает при уменьшении тока) и, таким образом, уменьшает усиление транзи+ + стора.
Рис. В,5 В схемах, удачно сочетающих положитель- ные качества двух рассмотренных схем стабилизаторов (рис. 8.5), применяют и делители напряжения, и усиление по напряжению. Так, транзистор Т, является усилителем наприжения, а резистор й.', — его нагрузкой. Изменения выходного напряжения, ослабленные делителем напряг жения, но усиленные затем усилителем, подводятся к управляющему промежутку последовательного транзистора регулируемого сопротивления (Т,) и меняют падение напряжения на нем, что и стабилизирует выходное напряжение.
Источник опорного напряжения в этих схемах разгружен, так как по нему протекает лишь ток усилителя напряжения, значительно меньший тока нагрузки, поэтому подобные стабилизаторы позволяют получить очень высокий коэффициент стабилизации и малое выходное сопротивление. Для улучшения показателей схем стабилизаторов, особенно при выполнении их на полупроводниковых триодах, применяют много- каскадные усилители.
5 8.2. Принципы работы импульсных стабилизаторов В линейном стабилизаторе избыток мощности, отдаваемой первичным источником, в сравнении с мощностью, потребляемой нагрузкой, выделяется в самом стабилизаторе, а точнее — в его силовой цепи. Это обусловливает выбор транзисторов силовой цепи по допустимой мощности рассеяния и в конечном итоге определяет габариты и массу стабилизатора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
