Главная страница  Транзисторные схемы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 [ 207 ] 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Выражение (23-4в) позволяет оценить необходимое значение коэффициента стабилизации, а выражение (23-46) - необходимое значение выходного сопротивления. Если выходное сопротивление нельзя сделать достаточно малым, то из (23-46) легко найти максимально допустимый ток нагрузки. Очевидно, что допустимый ток нагрузки и желательное выходное сопротивление находятся в обратной зависимости друг от друга.

Стабилизаторы напряжения делятся на два основных класса: параллельного типа (параллельные) и последовательного типа (последовательные). Скелетные схемы того и другого типов показаны на рис. 23-2.

23-2. СТАБИЛИЗАТОРЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ТИПА

Общие свойства. Если пренебречь током через Ri (внутреннее сопротивление регулирующего элемента) *, то на основании рис. 23-2,01 легко записать:

/у + /р+/ = -. . (23-5а)

откуда

Д/у-ЬА/р-ЬА/,= ~\ (23-56)

Для энергетических расчетов, не связанных сдифферен-циальными параметрами, можно положить - const; А t/g = О, т. е. считать стабилизатор идеальным. Кроме того, пренебрежем для простоты током /у, поскольку в реальных стабилизаторах /у/р (в случае необходимости можно в дальнейших формулах понимать под /р сумму /р -Ь /у). Тогда из выражений (23-5) следует, что ток регулирующего элемента зависит от двух величин - тока нагрузки и входного напряжения. А именно, если Ui = const, то изменение тока / сопровождается таким же, но противоположным по знаку изменением тока 1, иначе говоря, токи / и /р меняются во взаимно противоположных направлениях:

А/р=-А/,. (23-6а)

Если же, наоборот, / = const, то изменение тока /р прямо пропорционально приращению входного напряжения:

А/р = . (23-66)

Выражения (23-6) приводят к выводу, что ток регулирующего элемента минимален при максимальном токе нагрузки и минималь-

* Этот ток, как правило, несуществен. При необходимости можно считать сопротивление Ri подключенным параллельно сопротивлению i? в виде неизменной нагрузки.



ном входном напряжении. Обозначим через /р.йин минимально допустимый ток регулирующего элемента Тогда с учетом сказанного номинальный ток будет связан с номинальным входньш напряжением следующим образом:

г / I Vl ном - Vl мии i 1 Hl/iHOM /оо 7

р. ном - р. мин Т - р. мин Т )

Если сопротивление Ro мало, ток /р. ом может намного превышать ток /р. .

Из тех же выражений (23-6) ясно, что максимальный ток (по которому подбирают регулирующий элемент) имеет место при холостом ходе стабилизатора и максимальном входном напряжении. Прибавляя к току /р.мин приращения (23-6), получаем:

р. макс - р. мин -\--и. макс = h миН Ч 1- (23-8)

Здесь /i H = р. мии + /н.макс -мшимольный входной ток - величина, характерная для параллельных стабилизаторов, которая будет часто встречаться ниже.

Напряжение на регулирующем элементе в простейшем случае (рис. 23-2,с) равно выходному напряжению; следовательно, значение t/a ограничено допустимым напряжением регулирующего элемента:

У.У,.,оп. (23-9)

Иногда последовательно с регулирующим элементом включают гасящее сопротивление R, назначение которого рассматривается ниже. В этом случае Vp~ - /pR < fz- Однако наличие гасящего сопротивления не позволяет избежать ограничения (23-9), так как при случайных перегрузках, когда ток /р уменьшается, напряжение Up растет и регулирующий транзистор может пробиться.

Необходимое значение номинального входного напряжения легко найти из формулы (23-За), если подставить t/i H-== + + iMHHo- Тогда

yi.o.-lZ(y2 + hu.uRo). (23-10)

Коэффициент полезного действия стабилизатора найдем из определения (23-2), используя полученное значение Uiaon и номинальный входной ток /i o = / .макс + р.ном- Тогда С учстом (23-7)

у, (1 - н l) /.j/h. макс /по 1 1 J

(U2+ flмино) (/lмии-f бнibyRo)

Легко убедиться, что знаменатель (23-11) имеет минимум, а к. п. д. - максимум при некотором оптимальном зна-

Очевидно, что регулирующий элемент (транзистор) не может работать при сколь угодных малых токах из-за уменьшения коэффициента усиления, роста выходного сопротивления и т. п. Ток /р. ин выбирается из условий сохранения приемлемых параметров регулирующего элемента.



чении Ro

1 мин

(23-12)

Оптимальному сопротивлению (которое чаще всего принимают в сколько-нибудь мощных стабилизаторах) соответствуют максимальный к. п. д.

К1-Кет

(23-13)

и номинальные параметры в оптимальном режиме

1ном=. (23-14)

в1=0,05

Ip.Hon - р.мин

(23-15)

Функции допуска 8 i, необходимые для расчетов, показаны на рис. 23-3.

Может показаться, что уменьшение допуска бщ выгодно с точки зрения к. п. д. и других параметров. На самом деле это не так: с уменьшением б , уменьшается опт и соответственно возрастает ток /р. макс- Это, как показано ниже, заставляет выбирать регулирующий элемент с большим запасом по току и мощности. При обычных значениях 6 i = 0,1-;-0,2 получаются довольно низкие значения к. п. д. Пмакс==0,50,3. При токах / </ . макс оптимальный режим нарушается и к. п. д. становится еще меньше.


0.1 0,2 . /

Рис. 23-3. Функции допусков б, используемые в расчетных формулах.

Выбор регулирующего элемента для стабилизатора основывается прежде

всего на том, чтобы его допустимый ток превышал /р. макс- Подставляя (23-10) в (23-8) и полагая /р. доп р.макс, получаем:

l-bBj , I 6i и,.

р. доп --

1 мин 4

(23-16а)

1-е 1 1-ен, Ro

при оптимальном режиме, используя (23-12), получаем:

(23-166)

р. доп :

Функции допусков и бн1, необходимые для расчетов, показаны на рис. 23-3 пунктиром.

С увеличением допустимый ток согласно (23-16а) уменьшается; при Rq -уоо . он на 30-35% меньше, чем в оптимальном режиме. Значения R < Rq опт не следует применять на практике, так как они, не давая никаких преимуществ, уменьшают коэффициент стабилизации (см. ниже).



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 [ 207 ] 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.