Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (563351), страница 51

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

Текст из файла (страница 51)

Разрядна конденсатора С через диод и транзистор на первичный источник Е приводит к увеличению пульсаций выходного напряжения и они могут значительно превышать значение, даваемое (!1.40). б 11.4. Особенности силовой цепи импупьсных стабипизаторов Применение составных транзисторов в качестве ключей в импульсных стабилизаторах имеет ряд особенностей, связанных с тем, что в насыщенном состоянии у транзистора открыты коллекторный и эмиттерный переходы.

Из-за этого напряжение между коллектором и базой насыщенного транзистора имеет полярность, противоположную той, которая существует в активном режиме. Поясним это, обратившись к рис. 11.10. Глубокое насыщение транзистора, обеспечивающего его малое сопротивление между коллектором и эмиттером, получается при напряжении на базе Уа„большем, чем напряжение У„, (рис.

11.10, а). Зависимость падения напряжения У„, от тока базы имеет ниспадающий характер и при токе базы, меньшем тока коллектора в 5 раз, напряжение У„равно напряжению на базе Уа, (рис. 1!.10, б). Таким образом, при степени насыщения транзистора, равной единице, Уиа = О.

Увеличение степени насыщения приводит к уменьшению падения напряжения У„„что выгодно для уменьшения потерь мощности в стабилизаторе. При этом оказывается, что напряжение У„, отрицательно. 234 В составном транзисторе (рис. 11.10, а) увеличение тока базы Т, при риводит к росту его тока змиттера только тогда, когда У„,, = Уиеи больше нуля (для транзисторов типа и-р-и). Поэтому лющпый трап аизистор Т будет отпираться до тех пор, пока его напряжение У„а ) О. При У,а = 0 ток эмиттера Т, начнет уменьшаться.

Таким образом, в схеме составного транзистора для мощного транзистора автоматически поддерживается степень насыщения, равная единице. а) Рис. 11.10 Чтобы сильнее насытить мощный транзистор, прибегают к несколько иным схемам его включения. Так, в схеме рис. 1!.! 1, а в коллекторную цепь мощного транзистора включен дополнительно резистор Я с сопротивлением в доли ома. Падение напряжения на нем повышает У„,, что позволяет глубоко насытить Т,. Общее падение напряжения на силовой цепи (Т, и Й) при глубоком насыщении получается меньше, чем У„ в схеме рис.

11.10, в. Однако такой способ приводит к росту потерь мощности в силовой цепи. Свободен от этого недостатка другой способ (рис. 1!.11, б), в котором на коллектор Т, подается дополнительное наиряи<ение с части дросселя фильтра стабилизатора Б. Ряд особенностей сит г т ц ловой цепи импульсного т, гг стабшшзатора связан и Ь с обеспечением форсиро- а) ванного запирания сило- и/ вого транзистора. Рис. 1!.11 Для получения малого Т,„ необходимо запирать мощный силовой транзистор о т р и и а т е л ь и ы м импульсом тока базы. Однако в составном транзисторе менее мощный транзистор Т, не может это обеспечить. Поэтому схему составного транзистора- ключа приходится усложнять.

Схема, приведенная на рис. 11.12, отличается от других тем, что не требует дополнительного источника питаяия для создания на базе Т, положительного напряжения запирания. Его здесь заменяет конденсатор С. При открытом силовом 233 транзисторе Т, ((у,ир — — Е и Т, заперт) ток базы Т, заряжает конденсатор С. Диоды Дт 4 — стабилизаторы напряжения, работающие па прямой ветви своей характеристики. Для запирания Т, напряжение на базе Т, снижается (У, "Е). упр При этом Ти 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 не- основных носителей рассасывается быстрее, мощньш транзистор Т, запирается форсированно. Включаются в силовую цепь и 4а элементы, уменьшающие пере- с ° — ' грузку силового транзистора коммутационными экстратоками Е д (рпс. 11.13). Такими элементами являются дроссели Др, которые препятствуют быстрому нараста- а) нию тока коллектора силового р7р транзистора. Время рассасывания 6 Рис. ! !.

!3 Рис. ! !. !2 заряда неосновиых носителей в базовой области диода при этом возрастает, но максимум тока 7„„уменьшается. Разряд дросселя в схеме рис. 11.13, а происходит через диод Д и дополнительную обмотку на источник Е, а в схеме рис. 1!.!3, б— через диод Д на резистор Д, Весьма эффективным способом уменьшения выбросов тока является включение иактнвного ключа» вместо разрядного диода (рис.

11.13, в). Отпирая и запирая «активный ключи— транзистор Т, специальными импульсами тока 1тииз, можно свестн экстратоки к малым величинам. Однако к транзистору Т, предъявляются специфические требования. Если исходя из полярности напряжения на коллекторе в запертом состоянии (Т, открыт) транзистор Т, выбран типа р!-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 насыщения и большой коэффициент усиления по току р в инверсном режиме. Большинство транзисторов этим требованиям не удовлетворяют. 236 й 4!.5. Схемы и показатели дяухпозиционного стабилизатора напряжения В двухпозиционных стабилизаторах в отличие от стабилизаторов с ШИМ частота переключения силового транзистора является не навязанной каким-либо генератором, а величиной свобод- ной, зависящей от режима работь! 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 тран- зисторов Т„Т, и подключенных к ним резисторов. Такое устройство является транзисторным реле и называется тригге- ~ — х ром.

Оно имеет два устой- + чивых состояния. В одном из них транзистор Т, на!! урр в сыщен поданным на его гр т, базу положительным напряжением (74. Созданное его эмиттерным током па- в, у, ление напряжения иа резисторе Яи запирает трана! зистор Т,. дум Уменьшение напряжения (74 приведет к подзапиранно транзистора Т„ уменьшению напряжения на эмнттерах Т, и Т, н возрастанию напряжения на базе Т„. Транзистор Тр открывается (насыщается), его эмиттерный ток, протекая по резистору Ем запирает полностью Т,. Это второе устойчивое состояние триггера.

Возрастание напряжения на базе транзистора Т, приведет к обрат- ному переходу в первое устойчивое состояние. Однако этот переход начинается при напряжении (7, = (7„„, большем, чем первый, так как падение напряжения на резисторе Д„вызванное током Т„больше, чем вызванное током Т,. Таким образом, колебания напряжения (74 приводят к перепадам напряжения на коллекторе Т, при совпадении (74 с напряжениями отпирания (у„и и запирания (у,„и (сы.

рис, 11.14, б), соответствую- щими значениям выходного напряжения 0 !„и (7,„. При насыщенном транзисторе Т, ((74 ) У„и)(7 „„= Е и силовой транзистор в ключе т( открыт, а при (74 ( (у„„управляющее напряжение меньше Е и силовой транзистор закрыт. При замкнутом ключе конденсатор заряжается от источника Е, напрялсение на нем растет. Когда оно достигнет значения (),и, напряжение на коллекторе усилительного транзистора Т,Яв) станет и„„ир „и, р! Рис, !!.!4 237 равным !>'.„„„, ключ разомкнется, После этого начинается разряд выход ного конденсатора током нагрузки >', = сопз(.

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 8, а замкнут в течение интервала Т вЂ” 8. Так как скорость разряда конденсатора в данной модели (>', = сопз!) не зависит от величины напряжения Е, то величина интервала 8 не меняется при изменениях входного напряжения Е. Колебания входного напряжения вызывают изменения лишь одной зарядной части периода Т вЂ” 8.

Ее 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 тона нагрузки соответствует и уменьшение периода работы ключа Т и уменьшение относительной длительности паузы 8)Т, Самый большой период работы ключа такого стабилизатора соответствует наименьшему току нагрузки >',„,ы и входному напряжению Е;„.

Характеристики

Список файлов книги