Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (563351), страница 47
Текст из файла (страница 47)
При тг/т, ) /г — 1 правая часть отрицательна. Следовательно, выбор емко- и сти конденсатора по условию т /т,=й — 1=/г (10.78) -l приводит к построению стабилизатора, который в рамках принятой модели не возбуждается даже при С„=- О. Рис. !0.26 Переходный процесс в стаби- лизаторе прп этом может быть как колебательным (кривая 2 на рис. !0.26), так и аперподическим (кривая /). Определив корпи характеристического уравнения при наложении условия (!0.78), получим рг = — 1/тй рг.г = [! -~-~ 1 — 4т„й/тг1/т,2И.
(10.79) Еслц т, -' 4т„/г, то переходный процесс будет колебательным, так как среди корней характеристического уравнения имеются комплексно-сопряженные. Если же т, 4т,/г, то все корни — действительныее числа и переходный процесс апериодический. Следовательно, выбрав С„и С, соответствующилг образом, можно получить апернодический переходный процесс в стабилизаторе. Прц колебательном переходном процессе велики динамические нестабильности.
Определение переходных характеристик в процессе проектирования стабилизаторов производитсц на основе более сложных моделей усилителей. 5 10.7. Транзисторные фильтры Ьлагодарп малым габаритам ц хорошим характеристикам транзисторные стабилизаторы стали применять вместо громоздких /С-фильтров для сглаживания пульсаций. Нестабильность по входному напряжению даже у простейшего транзисторного стабилизатора достаточно мала ц длн напряжения пульсаций он эквивалентен фпльтрующей цепочке с очень болыцим произведением /С.
Если от источника пцтаицц не требуется постоянного выходного цапряжсццц, а пульсации должны быть малы, то можно вкл/очить и его состав стабилизатор, заменив в последнем опорный стабплцтроп коцдсн- 2Щ сатором (рцс. 10.27), емкость которого во всей области частот села>киваем мых пульсации обеспечивает малое сопротивление перемен/цим составл//южны /ока Если для лучшего сглаживания пульсаций в такой схеме прил/спить усиление в цепи обратной связи, то этот усилитель це обязательно должен быть усилителем постоянного тока.
Применение усилителя с переходнылгц конденсаторами между каскадамц значительно лч/! прощает цх стыковку и позволяет получить с помощью простых схем хорошие показатели. Недостатком транзисторных фильтров является лишь то, что на его выходс отфильтрованное напряжение и (/) всегда меныцс минимального входного /гаври>цен/гя (рис. 10.27, б).
Разница между е,ы„= Е, — Ле,„,„„и и (/) определяет минимальное напряжение кол- ам/ лектор — база силового транзистора фильтра. Резисторы с проводимостями 6, и 6, е/г/ делят входное напряжение фильтра до величины (/,, причем а/, (/, =Е,— Ле„„„— (/,г и,. (!0.80) е,и Конденсатор С, емкость которого должна быть выбрана из условия С/(6, + 6,) ~~ Т, (10.81) где Т вЂ” период сглажцваемых пульсаций, обеспечивает на базе малое переменное напряжение (/г [Еб,/(6„+ бг) 1/[1+/ыС/(б, + бг)!. (10.82) 1-1апряжение ца нагрузке и (/) практически повторяет напряжение на базе транзистора и получается с малыми пульсациялш, т.
е. почти постоянным. Недостатком приведенной схемы транзисторного фильтра является то, что конденсатор С должен быть с большой емкостью. Ооъясняется это малой величиной сопротивления резистора /4, =- 1//6,, падение на. пряжецця ца котором примерно е (/) — и (/) и по величине мало. Поэ тому для выполнения неравенства (10.81) ц необходима большая емкость конденсатора. Хорошие показатели имеет транзисторный фильтр, состоящий пз двух транзисторов (рис. 10.28, а, б).
В нем транзистор Т,, являясь стабилизатором тока, обеспечивает малые пульсации напряжения ца конденсаторе С даже при небольшой разнице в напряжениях Е и. Расчет показателей фильтра лгонгно пронести по тому же л стаду, что и показателей стабилизатора. Так, представив базовую цепь стабилизатора (см. рис.
10.27, а) двухполюсннколг, получим эквивалентную схему рис. 10,29, повторяющую по начертанию схему силовой цецп стабилизатора. Коэффициент /1/, (/ы) и сопротцвле- 2!/ 2еа а) В 5 Ф 15 под Рис. 10.31 Рис. 10.30 5) Рис. 10,23 Рис. !0,29 Л!)„= Л)„рс„=йемЛЕК„/К,В),Л,. (10.89) Л).)Л Е = йемЯМтйт, (10.90) Е,„, = (1+ лтйгт) )с,. (10. 91) 2!9 пие Е, иа основе теоремы об эквивалентном генераторе соответственно равны: Л,()„) =а,/(а,+а,+) С) =(а,)(а,+ат)))(1+) С/а,), (10.83) б,=!Я,=б,+6 (10,84) Отношение комплексных амплитуд изменений выходного () и входного Е напряжений определится для данной схемы так же, как и коэффициент нестабильности для схемы стабилизатора, приведенной на рис. !0.1!.
Поэтому, записав ! () =да,Е +я,сЕ, Е ц = Е !)ге+па,И (ро)1, (10,85) где йа, и йе, — коэффициенты нестабильности, определенные ранее выражениями (!0.33) и (10.35), получим коэффициент сглаживания пульсаций транзисторным фильтром: д=()сЕ /(Е,() ) =((1+Ле,„,,/()„+()„)(/,~ [Ае,+)г,У()сэ)!)-'.
(!0.86) Поскольку во всех схемах йе, к, 1, то первым слагаемым в последнем сомножителе знаменателя можно пренебречь, что позволяе! записать , (а,+ас! Р'1+(мС!а,! а 1!+де,с,„)и +!5„. )йЬ. (10.87) Полученное выражение и есть решение поставленной задачи. С его помощью легко установить, что коэффициент сглаживания транзпсторного фильтра практически равен коэффициенту сглаживания фильтру!ощей цепочки, подающей напряжение на базу транзистора. 9 40.8. Стабилизаторы тока с усилителями Для питании электровакуумных приборов со стабильным постоянным магнитным полем (ЛБВ), для питания электромаш!итов электронного микроскопа и других подобных устройств необходимо стабилизировать пе напряжение на нагрузке, а ток, протекающий через спираль или обх!отку электромагнита. 2!3 Изложенные ранее принципы позволяют построить стабилизатор тока с усилителем по схел!е рис.
10.30, в которой силовая цепь стабилизатора включена в цепь источника Е последовательно с нагрузкой н эталонным резистором !с,. Усилитель обратной связи подкл!очеи к резистору Е, и таким образом схема, стабилизируя падение напряжения на эталонном резисторе, стабилизирует ток в нагрузке. Стабильность тока нагрузки во времени определяется в основном стабильностью сопротивления эталонного резистора и дрейфом усилителя. При изменении входного напряжения Е суммарное напряжение на нагрузке и эталонном резисторе изменится на 1юлА Ф Л() )се, ЛЕ, (10.88) где Ав определяется (10.52) как ВВВ для стабилизатора напряжения. Для рассматриваемого стабилизатора тока Л1, = )с,/()с, + Рс) и Л()„= Л()кс/(Е„+ )с,), что после подстановки в (10.88) дает Это соотношение позволяет определить нестабильность тока нагрузки по входному напряжению: которая тем больше, чем меныпе сопротивление резистора )с,.
Поэтому сопротивление эталонного резистора и приходится выбирать сравнимым с сопротивлением нагрузки, что ухудшает к. п. д. стабилизатора. Для определения выходного сопротивления составляют уравнения для контурных токов Л/„ и Л)„; из них находят Л()/Л)„ = — Я„„, Напряжение ЛЕ следует считать при этом равным нулю. Вычисления, подобные проводимым раньше, дают Для получения большого выходного сопротивления, свойственного стабилизатору тока, величину Ж„йтЕ, необходимо выбирать как можно большей. 9 10.9. Пример расчета линейного стабилизатора Требуется рассчитать линейный стабилиаатор напряжения с выходным папряи<ением 10 В и током нагрузки /в = 0 —: 180 мА.
11естабильность по входному напряжению пе более 3%, а выходное сопротивление пе более 1 Ом. Стабилизатор работает от выпрямителя, имеющего нестабильность выходного на вв женин 18»в и выхолное сопротивление 1,5 Ом на 1 В выпрямленного напрян<ения. Проверил~ возможность выполнения такого стабилизатора с усэ!лителел~ на микросхелэе К1Ег!422.
Ее данные: стабилизированный ток 50 мА, нестабильность по входному напряжению 0,1%/В, нестабильность по току 0,2%, максимальное входное напряжение 40 В. При выходном напряжении 10 В нестабильность по входноэ|у пзпрянсешно составит 0,1 ° 1О = 1%.
Выходная проводимость стабилиаатора 0 = 0,05/10 0,002 = 2,5 См. »вы» Мощным транзисторол~ микросхемы является транзистор 2Т608 (бескорпусный) с параметрами 5 = 25 — 80; гб =? Ом, йвэ = 100 мкСм,акб = 8 мкСм,л»=0 015 См. ыходнан проводимость простейшего стабилизатора напряжения с этгв| транзистором по (10.31) при г = г = 10 Ом и 5 = !) ш —— 25: (1+()) 8» 26 0,015 ('а+Оэ) Уэ+ 1 (10+ 7) 0,015+ 1 Выберем в качестве увеличивающего мощность транзистор 2Т6ЮЛ у которого гтвв = 70'С/Вт, Примем ток собственного потребления стабилизатора 20 мЛ. Тогда ток, протекающий через данный транзистор, будет меняться от 20 до 200 ыА. Задав минимальное напряжение Укэ силового транзистора прк токе 200 мА, равным 1 В, получим минимальное напряжение на выходе нагруженного выпрямителя 11 В, среднее 11/(1 — 0,18) = 13,5 В и максимальное 13,5 (1+ 0,18) = 16 В, Выходное сопротивление выпрялштеля при Ув = 13,5 В получится равным 13,5.1,5 20 Ом.
Следовательно, средняя э, д, с. холостого хода выпрямителя Е = 13,5+ 0,2.20 = =- 17,5 В. эх.» ис. 1 Построенная на выходных характеристиках транзистора рабочая облас (р . 0.31) не выходит за пределы, накладываемые допустимой мощностью, рассеиая ласть ваемой коллектором. Максимальная мощность, рассеиваемая коллектором, Р = 1/ / = 6 0,2= 1,2 Вт. в кэт нтвх Приведенные характеристики соответствуют () = 100. Определин остальные параметры транзистора в точке, лежащей в середине рабочей области, получим гбу 8 5 Оы щвэу 0 6 мС»э двбт 62 мкСм и лэу 0 04 См Теперь согласно формулам (1О:69) найдем !+5у +(гбу+ /8»у) Овыхэ 1+(8,5+25) 0,35 бвых у=2 5 7 9=20 См. Ыкэу Ввых ~ Укбугбу (1 + Ру) ~ 0,6 ~ 0,06 .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
