Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (563351), страница 37

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 37)

Возрастание выходного напряжения по сравнению с опорным иа Ли, вызванное увели 1еиием входного напряжения ЛЕ, приведет из-за действия первой цепи обратной связи к появлению иа базе транзистора некоторого запирающего напряжения йхЛи (>г — коэффициент усиления усилителя) и из-за действия второй петлй, к повышению напряжения на эмиттере на Ли. Таким образом, полиое подзапирающее напряжение оказывается равным Ли„„=ли(к +1).

(8.3) Изменение напряжения между коллектором и эмиттером транзистора из-за даваемого им усиления много больше, чем подзапирающее напряжение: ли,„='а. Ли (~, + 1) >> ли (й„+1). Так как согласно (8.1) все изменение входного напряжения распределяется между транзистором силовой цепи и выходом, установившаяся нестабильность выходного напряжения оказывается малой: Ли = ЛЕд(1 + й„(йг+1)), (8.

5) Если даже первая петля обратной связи разомкнута, т. е. и .= О, у ' то благодаря действию второй петли обратной связи стабилизатор сохраняет часть стабилизирующих свойств. При большом усилении усилителя (й ~~э 1) основной оказывается первая петля обратной связи и ею ойределяются в этом случае все свойства стабилизатора. Выходное напряжепие 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 особеииости на ием по-* лучается более постоянное напряжение, чем в том случае, когда он непосредственно стабилизирует напряжение на нагрузке.

Это и позволяет получить высокостабильиое напряжение на выходе стабилизаторов с последовательным включеиием транзистора и выходное сопротпвлевпе, меньшее выходного сопротивления опорного источника. Нестабильности выходного напра>кения, вызываемые изменениями напри>кения подпитки ЛЕ„п нестабильностью триода силовой цепи при большом Ах, оказываются значительно меньшими нестабильности, 170 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 (рпс. 8.4) делитель (резисторы )г, и !7э) подключен к выходным зажимам, напряжение с него подается на базу триода. Исгочиик опорного напряжения включен в цепь эмиттера. Управляюпше напряжение (иапряжепие база — эмиттер) в этой схеме (8.6) иг„, = и)7,7(Л, +)7э) — и...

а его изменения, вызванные уходом выходного напряжения, ли,„„= лий,уя, +к,). (8.7) В первом приближении изменение коллекториого тока можно представить как л)=ели,„„ (8. 8) где 5 — крутизна характеристики транзистора. Подставив соотношения (8.7) и (8.8) в уравнение (8.2), определяющие напряжение на резисторе силовой цепи Я„получим (ЛŠ— ЛиУЯ, = Л)„+ Лит,)Р, + из). (8.9) Здесь Л)„= Ли>>тц, — прирост тока нагрузки, вызванный возрастанием выходного напряжения стабилизатора, обратно пропорциоиальный дифференциальному сопротивлению нагрузки Йь,.

Из уравнения (8.9) находим нестабильность выходного напряжения, вызванную изменением входного напряжения ЛЕ, в виде Чем больше крутизна характеристики транзистора и сопротивление резистора силовой цепи )т„тем выше стабилизирующие свойства схемы. Управляющее напряжение по величине намного меньше опорного и выходного. Поэтому, опустив его в соотношении (8.6), получим и = и.„()7, + гэ)7)7„ (8.1 1) что показывает примерную величину выходного напряжения рассматриваемой схемы. В данной схеме опорный источник (стабилитрои) включен в силовую часть стабилизатора, изменения его тока почти равны изменениям тока нагрузки. Поэтому выходное сопротивление стабилизатора с па.

17! раллельным включением триода не может быть меньше выходного сопротивления источника опорного напряжения, а коэффициент стабилизации всегда хужс, чем у схемы, составленной нз резистора Я, и стабилитрона. Влияние выходного сопротивления источника опорного напряжения (стабилитрона) 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.

лз Изменение тока коллектора М.,р, который в этой схеме протекает через опорный. источиик, вызывает изменение напряжения на нем, равное «,,„бт,р. Это напряжение прикладывается к эмиттеру транзистора с такой полярностью, что действует навстречу первопричи- 4 не (приоткрывает при уменьшении тока) и, таким образом, уменьшает усиление траизи- + стор а. Рис. 8.8 В схемах, удачно сочетающих положитель- . ные качества двух рассмотренных схем стабилизаторов (рис. 8.5), применяют и делители напряжения, и усиление по напри>кению. Так, транзистор Т, является усилителем напряжения, а резистор )са — его нагрузкой.

Изменения выходного напряжения, ослабленные делителем напряжения, но усиленные затем усилителем, подводятся к управляющему промежутку последовательного транзистора регулируемого сопротивления (Т,) и меняют падение напряжения иа нем, что и стабилизирует выходное напряжение. Источник опорного напряжения в этих схемах разгружен, так как по нему протекает лишь ток усилителя напряже'ния, 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. - й 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. В стабилизаторах с импульсным регулированием регулируемое сопротивление заменяется ключом, что сводит до минимума рассеи. ваемую в нем мощность.

Замыкаясь и размыкаясь, ключ то подсоеди- 172 (8.!2) где 8 — длительность паузы (время нахождения ключа в разомкнутом состоянии); Т вЂ” период повторения замыкающих ключ импульсов. Пульсации напряжения на нагрузке тем меньше, чем больше индуктивность дросселя Е и чем меньше длительность паузы 8, 173 няет, то отсоединяет нагрузку, и тем самым регулирует среднюю мощность, забираемую ею от источника. Для сглаживания пульсаций выходного напряжения, вызываемых коммутацией ключа, в силовую цепь импульсного стабилизатора (рис. 8.6, а) включают специальный фильтр, состоящий из дросселя Е, конденсатора С и разрядногодиодаД; Цепь обратной связи стабилизатора управляет интервалами времени, в течение которых ключ замкнут и разомкнут.

Величина напряжения на нагрузке определяется как напряжением источника Е, так и соотношением интервалов, в течение которых ключ К замкнут и разомкнут. Воздействуя на длительность замыкающих ключ импульсов, можно регулировать напряжение на нагрузке, и„следовательно, поддерживать его постоянным при измене- Е '. 1 Л гд ! ниях первичного напряжения Е. Преобразование сигнала ошибки, являющегося в импульсном стабилизаторе, как и в линейном, медленно меняющимся постоянным напряжением, в импульсную по. А э т гнв гт следовательность с переменной скважностью, что необходимо для управления ключом, производится в специальном импульсном устройстве, входящем в цепь 'обратной связи стабилизатора'. Работой ключа можно управлять' разными способами. Если импульсное устройство создает на своем выходе им- э7 пульсную последовательность с постоянным периодом повторения и Рис.

8.6 меняющейся в зависимости от сигнала ошибки длительностью импульса, то такую схему называют стабилизатором с ш и р о т н о - и м п'у л ь с н о й м о д у л я ц и е й. Если же импульсное устройство замыкает ключ при напряжении на выходе, меньшем некоторого порога, и размыкает его при превышении порога, то такую схему называют р е л е й н ы м или д в у х п оз и ц и о и н ы м стабилизатором.

При замкнутом ключе напряжение на входе фильтра равно напряжению источника Е. При разомкнутом ключе оно равно нулю (рис. 8.6, б), Положив потери напряжения в фильтре равными нулю, получим на нагрузке среднее напряжение: У =Е(Т вЂ” 8)~Т, е, где lг — ток дросселя, который при бесконечной индуктивности постоянен. 174 Если бы в силовой цепи не было диода Д, то прн размыкании ключа па дросселе наводилась бы очень большая э. д. с. (ток обрывался бы скачком) и либо дроссель, либо ключ пробпвалнсь бы. В схеме с диодом в самом начале процесса нарастания этой э. д. с, появляется отрицательное напряжение на катоде диода, он открывается, что дает возможность дросселю разрядиться через нагрузку и конденсатор фильтра.

Характеристики

Список файлов книги