ivanov-ciganov2 (558065), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Диоды Д, — стабилизаторы напряжения, работающие на прямой ветви своей характеристики. ДлЯ запиРаниЯ Т, напРЯжение на базе Т, снижаетсЯ (01зя ( Е). При этом Т, переходит в состояние насыщения и конденсатор С разряжается через него и диод Д» на промежуток база — эмиттер Т,. Этот разряд и создает отрицательный импульс тока в базе Т,. Заряд иеосновных носителей рассасывается быстрее, мощный транзистор Т, запирается форсированно. Включаются в силовую цепь и 40 элементы, уменьшающие пере- +, — ' грузку силового транзистора коммутационными экстратоками Е л (рис.
11.13). Такимн элементами являются дровсели Др, которые препятствуют быстрому нараста- л) нию тока коллектора силового Яд транзистора. Время рассасывания Рис. 11.12 заряда неосновных носителей в базовой области диода при этом возрастает, но максимум тока У„уменьшается. Разряд дросселя в схеме рис. 11.13, а происходит через диод Д и дополнительную обмотку на источник Е, а в схеме рис. 11.13, б— через диод Д на резистор Д.
Весьма эффективным способом уменьшения выбросов тока является включение «актнвного ключа» вместо разрядного диода (рис. 11.13, в). Отпирая и запирая «активный ключ»вЂ” транзистор Т, специальными импульсами тока 1„, „можно свести экстратоки к малым величинам. Однако к транзистору Ти предъявляются специфические требования. Если исходя из полярности напряжения на коллекторе в запертом состоянии (Т, открыт) транзистор Т, выбран типа п-р-п, то в открытом состоянии через него будет протекать ток от эмиттера к коллектору, т. е. в инверсном направлении. Таким образом, Т, должен иметь малое сопротивление насыщення н большой коэффициент усиления по току р в инверсном режиме.
Большинство транзисторов этим требованиям не удовлетворяют. б 11.$. Схемы и показатели двухпознционного стабилизатора напряженна В двухпозиционных стабилизаторах в отличие от стабилизаторов с ШИМ частота переключения силового транзистора является не навязанной каким-либо генератором, а величиной свободной, зависящей от режима работы стабилизатора. В схеме рис. 11.14, а ключ изображен схематически в виде звена К. В качестве этого звена может быть использована схема рис. 11.12, хотя из-за отсутствия разрядного диода может быть применен и более простой ключ. Импульсное устройство, управляющее ключом, состоит из транзисторов Т„Т, и подключенных к ним резисторов. Такое устройство является транзисторным реле и называется тригге- зк ром. Оно имеет два устой- + чивых состояния.
В одном из них транзистор Т, наи лб сыщен поданным на его дбб Тб Тб базу положительным нат Ф пряжением (Тс. Созданное его эмиттерным током па- л, а, дение напряжения на резисторе )ти запирает тран- ш зистор Т,. пи„ Уменьшение напряжения Е14 приведет к подзапиранию транзистора Т„ ю уменьшению напряжения на эмиттерах Т, и Т, и возрастанию напряжения В на базе Т,. Транзистор Т, Рис.
11.!4 открывается (насыщается), его эмиттерный ток, протекая по резистору )к„запирает полностью Т,. Это второе устойчивое состояние триггера. Возрастание напряжения на базе транзистора Т, приведет к обратному переходу в первое устойчивое состояние. Однако этот переход начинается при напряжении (Тб = (Т„„большем, чем первый, так как падение напряжения на резисторе )с„вызванное током Т„больше, чем вызванное током Т,. Таким образом, колебания напряжения (Тс приводят к перепадам напряжения на коллекторе Т, при совпадении (Тс с напряжениями отпирания (Т „ и запирания 0 „ (см.
Рис. 11.14, б), соответствуюпшми значениям выходного напряжения (l и и Ки„„. Прн насыщенном транзисторе Т, ((lб =~ (1„„)0тие — — Е и силовой транзистор в ключе Т( открыт, а при (lб ( (Т„„управляющее напряжение меньше Е и силовой транзистор закрыт. Прн замкнутом ключе конденсатор заряжается от источника Е, напряжение на нем растет. Когда оно достигнет значения (Т,„, напряжение на коллекторе усилительного транзистора Т,((Т ) станет равным У „, ключ разомкнется. После этого начинается разряд выходного конденсатора током нагрузки 1, = сопз1 и напряжение на нем спадает линейно. Уменьшение выходного напряжения вызовет рост напряжения на коллекторе Т, и, когда оно сравняется с (/„„, ключ замкнется.
Снова наступает этап подзарядки конденсатора С. Пусть ключ разомкнут в течение времени в, а замкнут в течение интервала Т вЂ” з. Так как скорость разряда конденсатора в данной модели (1„= сопй) не зависит от величины напряжения Е, то величина интервала 0 ие меняется при изменениях входного напряжения Е. Колебания входного напряжения вызывают изменения лишь одной зарядной части периода Т вЂ” з. Ве величина уменьшается с ростом Е, а вместе с ней уменьшается и весь период Т. Увеличение тока нагрузки приводит к уменьшению зарядной и разрядной частей периода. Последняя изменяется резче.
Поэтому увеличению тока нагрузки соответствует и уменыпение периода работы ключа Т и уменьшение относительной длительности паузы В(Т. Самый большой период работы ключа такого стабилизатора соответствует наименьшему току нагрузки 1,;„и входному напряжению Е;,. В реальных схемах добиваются того, чтобы этот период Т,„ получался достаточно малым, так как иначе придется для сглаживания пульсаций напряжения е, применять громоздкий фильтр. Рассмотренный стабилизатор обладает к. п. д. меньшим, чем стабилизатор с ЕС-фильтром.
Но у него меньше и инерционность. Реле подключает или отключает источник Е в те моменты времени, когда выходное напряжение достигает пороговых значений. Включение в релейный стабилизатор дросселя Е вместо балластного резистора улучшает к. п. д. стабилизатора, но вместе с тем вносит дополнительное запаздывание в систему регулирования. А это повышает пульсации выходного напряжения и склонность стабилизатора к самовозбуждению. 5 14.6. Схемы цепей управления и показатели стабилизаторов с широтно-импульсной модуляцией ~шим1 Цепь управления импульсного стабилизатора с ШИМ преобразовывает изменения постоянного напряжения в изменения длительности генерируемых ею коммутирующих импульсов. В качестве преобразователей используют ряд устройств: магнитные усилители, мультивнбраторы и другие импульсные схемы. Рассмотрим одну из схем преобразователей, принцип работы которой основан на сравнении сигнала ошибки и линейно-меняющегося напряжения.
В момент, соответствующий их равенству, вырабатывается сигнал, переводящий транзистор силовой цепи в состояние отсечки. В насьпцение силовой транзистор переводится в начале каждого такта работы задающего генератора. Такой принцип используется в ряде микросхем, предназначенных для применения в цепях управления импульсных стабилизаторов. Микросхема включает в себя пять функциональных узлов: усилитель сигнала ошибки, преобразователь сигнала ошибки в последователь~ость управляющих импульсов, усилитель управляющих импульсов, маломошную силовую цепь и источник опорного напряжения.
При токах нагрузки меньше 50 мА данная микросхема используется как стабилизатор напряжения. При больших токах нагрузки она управляет работой мощного транзисторного ключа„ т. е. является схемой управления. На рис. 11.15 элементы, входящие в микросхему, обведены штриховой линией. Усилитель сигнала ошибки — дифференциальный (транзисторы Т, и Т,).
На базу Т, подается с делителя цепи сравнения часть выходного напряжения стабилизатора, а на базу Т, — опорное Рис. Нлз напряжение. Усиленный сигнал ошибки снимается с коллектора Т„ нагрузкой которого является простейший стабилизатор тока транзистор Тэ. Транзистор Т„включенный как диод, используется для формирования напряжения (1з, транзистора Т,. Транзисторы Т, и Т„входят в состав преобразователя сигнала ошибки в импульсную последовательность с переменной сважностью. Напряжение задающего генератора (/„(рис. 11.16, а) через конденсатор См имеющий небольшую емкость, подается на мостовой выпрямитель (диоды Д, — Д4). На нагрузке выпрямителя, т.
е. между точками а и б, создаегся напряжение пилообразной формы (рис. 11.16, б). Это напряжение должно иметь размах, достаточный для перевода Т, в состояние насыщения. Задержка моментов времени, в которые Т, выходит из насыщения, по отношению к переднему фронту пилообразного напряжения зависит от того, насколько открыты транзисторы Ть н Тм Если транзисторы почти заперты, среднее напряжение между их базой и эмиттером, задаваемое потенциалом коллектора Т„мало, то сравниваться с линейно уменьшающимся напряжением па выходе выпрямителя оно будет только в конце такта (рис.
11.16, б). ' При возрастании потенциала на коллекторе Т, напряжение (1б, растет и становится равным (1б„. Такому напряжению соответствует большая пауза между импульсами напряжения, снимаемыми с общей эмитге рной нагрузки транзисторов Т, и ҄— резистора )г,(рис. 11.16, в). Транзисторы Т„Т, и Т, являются усилителями импульсов, снимаемых с резистора К,.
Усиленные импульсы с коллектора Т, через внешний делитель напряжения подаются на базу Твь являющегося одним из транзисторов ключа, входящего в состав микросхемы. Этот ключ (транзисторы Тбб и Т„) упраи, вляет в данной схеме стабилизатора внешним силовым ключом, выполненным также в виде составного транзистора (Тпв Т„).
а! Транзистор Тьэ и стабилитрон иб ц! - Д, образуют схему формирования опорного напрюкения. Диод Дб используегся для термокомпенсации. 67 Стабильное напряжение, получак '7б7 щееся иа эмиттере Тои задает величину напряжения питания усилительно-преобразовательной части микросхемы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
