Рис. 7.11. Схемы однофазных вьтрямигелей переменного тока Таблица 7.3. Соотношения для схем на рис. 7.11

Параметр

Схема

Рис. 7.11, а

Рис. 7.11,6

Рнс. 7.11, в

Выходное напряжение U 1.41Ь

Выходной ток ас

Входное напряжение V с

Входной ток / 3,57/jj.

Минималышя емкость фильт- 4700/ рового конденсатора, мкФ А

ас 1.41

0.627, 0,71i/tf

ния и обеспечивающий возможность его регулирования. Для нормального функционирования регулятора на нем всегда должно быть напряжение порядка 2 В. Учитывая нестабильность первичного источника (промыщленная сеть, аккумуляторная батарея). приходится выбирать напряжение на регуляторе в пределах от 3 до 6 В. 160

Очевидно, чем выше это напряжение, тем большая мощность вьще-ляется в регуляторе и тем труднее его охлаждать. Обычно

3 В < t/per < 6 В.

Если t/jp - напряжение на входе регулятора, а Ц - напряжение на нагрузке, то можно записать

Ч/с - Ч.-

Мощность, выделяющаяся в регуляторе, определяется из соотношения

рег = ntper = -нСЧ/с-Ч,).

где / - ток нагрузки.

Пример 7.6. Требуется обеспечить напряжение 12 В иа нагрузке, потребляющей при этом ток 1 А. Первичная сеть переменного тока питается напряжением 220 В, которое может изменяться в пределах ± 15%. В схеме используется интегральный стабилизатор типа IC47812.

Минимальное напряжение на стабилизаторе выбираем равным 3 В. Тогда минимальное напряжение на выходе выпрямителя переменного тока при минимальном напряжении в первичной сети

Ч/с mm = V+H= 3+12 =15 В; При максимальном напряжении в первичной сети Ч/с,п.х =20,ЗВ.

В этом случае на стабилизаторе будет напряжение V = Ч/сп,.х- = 20.3-12 = 8,3 в. При номинальном напряжении сети

Ч/с = В

напряжение регулятора

tper = Ч/с-4.= 17,7-12 = 5,7 В.

Если в качестве выпрямителя использовать мостовую схему, то на диодах будет теряться напряжение порядка 1 В. Это нужно учесть при расчете трансформатора. Номинальное действующее напряжение на вторичной обмотке трансформатора

= 0,71 {Щ + Ш) = 0.71 18,7 = 13,3 В.

FS1 0,5 А

-ггоь

FS2 ,

700иТ

+ ?2В

FS1 D,5k

Рис. 7.12. Источник электропитания 12 В. I А (пример 7.6)

VTI npzsss

ггов

FSZ 0,5А

FS1 0,5 А

тчо1

RI 10

CZ ЮОкт

:>С1

томк

7вгг

CJ=p ЮОи

+ 1ZB -о

УТ1 TIPJOSS

-L ГП -

~г2ов Ъ ( Л 21 р] 10

о-э--1 I zi-Н 1 юс

- Я ро..

S) -

CZ ЮОи

томк

791Z

-/28 -О

СЧ /Омк

Рис. 7.13. Использование транзистора для увеличения ного стабилизатора (пример 7.7)

выходного тока интеграль-

Максимальный ток вторичной обмотки трансформатора /д. = 1,61/ = 1,61 А.

Выделяющаяся в стабилизаторе максимальная мощность

per = Лас тех - н) = 1 (20.3 - 12) = 8.3 Вт.

Стабилизатор необходимо укрепить на охладителе с тепловым сопротивлением не выше 3 °С/Вт. Схема источника электропитания приведена на рис. 7.12.

Пример 7.7. Требуются два разделительных источника с выходными напряжениями +12 и -12 В. Ток нагрузки 5 А. Для решения эюй задачи предлагается использовать тот же интегральный стабилизатор, что и в предьщущем примере, а необходимое значение тока обеспечить за счет транзисторного усилителя (рис. 7.13).

В транзисторах рассеивается мошность

рет = н (t/rfc max уд = 5 (20,3 - 12) = 41,5 Вт.

Для отвода тепла необходимо использовать охладитель с тепловым сопротивлением не выше 0,6 °С/Вт.

Преобразователи постоянного напряжения

Таймер серии 555 может быть использован в качестве преобразователя уровня постоянного напряжения.

Схема, приведенная па рис. 7.14, а, имеет на своем выходе постоянное напряжение, в 2 раза превышающее ее входное напряжение U-y. Выходное напряжение схемы иа рис. 7.14, б равняется входному, но попярность его обратная. Максимальный выходной ток этих преобразователей не превышает 10 мА.

(тал JOmA)

/Омк

(max IOmA)

Рис. 7.14. Преобразователи уровня постоянного напряжении на основе таймера 555

Схемы на операционных усилителях

Операционные усилители (ОУ) широко используются в электронных устройствах. На рис. 7.15 показаны базовые варианты усилителей На основе ОУ. Выходное напряжение инвертирующего усилителя (рис. 7.15, а) находится в противофазе с входным. Отношение выходного напряжения к входному для этой схемы определяется соотношением

Знак минус в этой формуле указывает на фазовое соотношение вых и. Ц,х-

Рис. 7.15, Базовые схемы усилителей на основе ОУ

а ~ инвертирующий усилитель наппяжемиа. л .. напряжения h-inpHweHHS, б - неинвертирующий

усилитель

слуГ ;:е:;в?ГеХа У-ителя. В этом

= 1 + -

шения: 1сзистора К2 из следующего соотно-

Bxodf ffl О

Bxodz иг о

ВходЗ Hi О-ШЭ

Выход

Вход О-

Выход

Рис 7.16. №1вертирующий сумматор р с. 7.17. Повторитель напряжения

70 к

да к

Вход о-

Выход

С1 R1

OHI-CZ3

вход

Выход

Рис. 7.18. Запоминающее устройство на основе ОУ

Рис. 7.19. Усилитель звуковой частоты

На рис. 7.16 приведена схема инвертирующего сумматора. Для него справедливо соотнощение

ых -Rf

Ч.ЫХ

На рис. 7.17 показана схема повторителя напряжения. В этом случае = t/gjj. Схема имеет очень большое входное сопротивление и близкое к нулю выходное сопротивление.

На рис. 7.18 изображена схема выборки и хранения информации на основе ОУ. При появлении входного напряжения конденсатор С заряжается и долго сохраняет этот заряд, если входная цепь разорвана. В то же время выходное напряжение ОУ равно напряжению на конденсаторе, и от него может работать другое устройство, потребляющее значительный входной ток.

На рис. 7.19 показана схема усилителя переменного напряжения, полоса пропускания которого определяется Параметрами схемы. Дпя него справедливы следующие соотношения:

коэффициент усиления в области средних частот

0 R1