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

сравнивая (23-43а) с (23-19а), снова замечаем, что различие состоит в замене Ro на Ri.

В последовательных стабилизаторах, так же как и в параллельных, выполняются неравенства R /?оо и Ri Roo, поэтому практически коэффициент стабилизации имеет вид:

U2 Ri

и, R

(23-436)

Выражения (23-43) подчеркивают ту принципиальную роль, которую играет сопротивление Ri в последовательных стабилизаторах. Именно оно обусловливает конечное значение К, так как при Ri = оо вход и выход стабилизатора были бы изолированы друг от друга, входное напряжение никак не влияло бы на выходное и мы имели бы К = оо. Сопротивление Ri, будучи параметром регулирующего элемента, оказывается заданной величиной после того, как регулирующий элемент выбран.

Подставляя (23-38) в (23-436), получаем:

(f2+p.M ) a.

(23-43В)

с. 23-8. Обобщенная скелетная схема последовательного стабилизатора с цепью прямой связи.

/ - регулирующий элемент; 2 - сравнивающий и усилительный элемент цепи обратной связи; 3 - опорный элемент; 4 - элемент прямой связи.

Поскольку 1/р. ин не зависит от Ri и поскольку Ri - величина

заданная, понятие предельного коэффициента стабилизации в последовательных схемах отсутствует. Кроме того, коэффициент К, как видим, не зависит от тока нагрузки. Следовательно, единственным путем повышения стабильности по входному напряжению является уменьшение характеристического сопротивления.

В заключение остановимся на более общей схеме последовательного стабилизатора (рнс. 23-8), в которой, как и на рис. 23-4, имеется ие только обратная, но и прямая связь . Отмечая параметры цепи обратной связи индексом 2, а параметры цепи прямой связи индексом 4, легко показать, что выходное сопротивление (23-42) сохраняет прежнюю величину, а коэффициент стабилизации (23-43) следует разделить на двучлен:

l+KiiRi/Ryi, (23-44)

знакомый по выражению (23-22)). По причинам, изложенным в § 23-2, прямую связь обычно стараются исключить, хотя при Кц < О оиа может повысить коэффициент стабилизации.

Однокаскадный стабилизатор. Стабилизатор, показанный на рис. 23-9, состоит из усилительной части, представленной тран-

* Этот случай впервые проанализирован в работе [177], но результаты представлены в ней в несколько иной форме.



зистором Т, и опорной части, представленной стабилитроном Д, балластным сопротивлением Ro и стабилизированным напряжением Е. Выходное напряжение стабилизатора равно опорному с точностью до малой величины Ug. В сущности, эта схема является эмиттерным повторителем, у которого потенциал базы стабилизирован стабилитроном и равен (/д, а напряжение коллекторного питания (/i меняется в определенных пределах. Поэтому выходное сопротивление стабилизатора можно было бы выразить с помощью формулы (9-66), заменив Rr на Гд, но мы воспользуемся теми общими методами, которые описаны в предьщущем разделе.

Сравнивая эквивалентную схему на рис. 23-9, б с общей скелетной схемой на рис. 23-2,6, приходим к соотношениям / = 7;

= /?б; /Сг = Р, где - Гб + (поскольку R > Гд). Используя (23-17), найдем характеристическое сопротивление между

---СГЭ-г


&Ui ,----

y-X-г

Рис. 23-9. Однокаскадный последовательный стабилизатор с питанием стабилитрона от стабилизированного напряжения.

а - принципиальная схема; б - эквивалентная схема.

точками Б- О и, добавляя к нему величину г получим полное характеристическое сопротивление, а вместе с ним и выходное сопротивление стабилизатора:

1 + Р

(23-45)

Коэффициент стабилизации легко найти из формулы (23-43в), если подставить в нее найденное значение Rco л Ri = г. Умножив числитель и знаменатель на 1 -f р и учитывая, что (1 -f Р) Гк = г, получаем:

(l-6 i)fi2K------ (23-46)

кл + + (1 + Р) al(t/2 + мин)

Пусть, например, = 5 кОм, = 20 Ом; р = 30 (параметры, характерные для транзисторов средней мощности) и пусть = 250мА; Гд = 10 Ом; (/к. н = 0,1 (/г и б 1 = 0,1; тогда ~1 Ом и /С= 125. Последнее значение часто вполне приемлемо, но выходцое сопротивле-



ние сравнительно велико. Именно величина /?вых ограничивает макси- мальный ток нагрузки в однокаскадном стабилизаторе, поскольку при больших значениях / ос получается большая нестабильность по току Ь{ [см. (23-46)].

Энергетический расчет стабилизатора проводится по общим формулам предыдущего раздела. Балластный резистор Ro стабилитрона Д является одновременно токоотводящим: через него идет сумма токов /g и /д, направленных навстречу друг другу. Значение Ro выбирают из очевидного ус-

ловия

где [/б f/z . /б - n.MDKC/h-. -д

можно задаться, соблюдая неравенство

-f/б

(23-47)

а током /д I >

</л</л

Рис. 23-10. Однокаскадный последовательный стабилизатор с питанием стабилитрона от входного напряжения.

Правая часть этого неравенства учитывает тот факт, что при сбросе нагрузки ток базы уменьшается почти

до нуля, а ток стабилитрона возрастает на величину /у, поскольку /б -Ь /д = const. При этом величина /д -- /б не должна превышать /д. акс-

Казалось бы, питание стабилитрона проще осуществить не от специального источника Eq, а от источника входного напряжения (рис. 23-10). Такое решение возможно [177], но нецелесообразно, так как при этом резко снижается коэффициент стабилизации. В самом деле, если пренебречь изменениями напряжения <Уэб: то стабильность потенциала эмиттера будет такой же, как стабильность потенциала базы. Значит, коэффициент стабилизации всей схемы будет близок к коэффициенту стабилизации ее опорной части, а у диодных стабилизаторов, как отмечалось в § 23-2, значение К не превышает 20-30 даже при больших балластных сопротивлениях. Между тем сопротивление Rg в данном случае имеет меньшее значение, чем (23-47), так как оно до. 1жно удовлетворять условию

где Ui < Eg. Обычно значение Rg на рис. 23-10 составляет 100-200 Ом, что при Гд = 10 Ом дает К < 10-20.

Напряжение Ео на рис. 23-9,а не является абсолютно постоянным, как считалось при составлении эквивалентной схемы (рис 23-9, б), так как диодный стабилизатор, показанный пунктиром, питается от того же источника, что и основной стабилизатор. Обозначив АЕо = hAUi и включив эту э. д. с. последовательно с сопротивлением Ro на рис. 23-9,6, можно показать, что коэффициент стабилизации будет в 1 -f -тг раз меньше, чем (23-46).

Многокаскадные стабилизаторы. Главным недостатком одно-каскадной схемы, рассмотренной в предыдущем разделе, является



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.