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


Рис. 23-14. Последовательный стабилизатор с использованием интегральной микросхемы усилителя (см. узел 2 на рис. 23-2).

мощность возрастает на порядок и. больше и транзистор неизбежно выходит из строя. Этот недостаток последовательных стабилизаторов заставляет дополнять их схему тем или иным типом защиты 11761.

Такая защита при заданном превышении нагрузочного тока над расчетным значением / . акс либо быстро снимает напряжение питания, либо резко уменьшает ток регулирующего транзистора, отключая его базу от токоотводящего резистора. Оригинальный и перспективный метод триггер-ной защиты предложен в работе [1761.

Сравнивая выражения (23-9) и (23-37), приходим к выводу, что при одном и том же выход-ком напряжении и .обычных значениях допусков 6i = 0,1 -т-0,2 в последовательных стабилизаторах требуется менее высоковольтный транзистор, чем в параллельных. Однако этот вы-юд не учитывает аварийной ситуации, когда на регулирующем транзисторе может в течение короткого времени действовать полное напряжение питания. Поэтому практически в обоих типах стабилизаторов ориентируются на одно и то же условие р.доп > t/i aKc- Усилительные транзисторы выбирают из того же условия, что и регулирующий элемент.

Сравнивая правые части неравенств (23-16) и (23-40), легко установить, что при одном и том же токе нагрузки в параллельных стабилизаторах требуются примерно вдвое более сильноточные транзисторы, чем в последовательных. По мощности разница получается еще больше. Однако при наличии гасящего сопротивления в параллельных стабилизаторах (см. с. 626) разница в допустимой мощности регулирующих элементов делается практически несущественной.

Коэффициент полезного действия у последовательных стабилизаторов согласно (23-39) зависит от напряжения t/р.иин, которое не входит в выражение (23-13) для параллельных стабилизаторов. Поэтому однозначное сравнение, строго говоря, невозможно. Однако если положить C/p. H = О и учесть, что в знаменателе (23-13) неявно стоит слагаемое lJ,j)Ri ( неизменная нагрузка , см. сноску на с. 623), то придем к выводу, что к. п. д. у последовательных стабилизаторов несомненно выше, чем у параллельных. Учет напряжения C/p. H. если оно не превышает 2-3 В, не меняет этого важного вывода.

Для дифференциальных параметров определяющим является характеристическое сопротивление i?c . Согласно (23-17) оно в



принципе может быть одинаковым у обоих типов стабилизаторов, если обеспечить одинаковые значения Ry и /С,-.

Необходимо подчеркнуть, что в современных стабилизаторах усилительная часть, как правило, реализуется в виде одной детали - интегрального усилителя постоянного тока (рис. 23-14). Следовательно, характеристическое сопротивление определяется именно параметрами этой детали, а не типом стабилизатора.

Коэффициенты стабилизации - помимо Rco зависят ещё от Ro и Ri [см. (23-19а) и (23-43а)1. Практически всегда Rip> Room, что гоюрит в пользу последовательных стабилизаторов.

Однако при решении конкретных задач параллельные стабилизаторы могут быт1э практически равноценным, а с учетом перегрузочной способности - даже оптимальным ва,риантом.


23-5. ОСОБЕННОСТИ ПРАКТИЧЕСКИХ СХЕМ

Регулировка выходного напряжения. Рассмотренные выше стабилизаторы обеспечивают выходное напряжение, близкое к напряжению стабилитрона и имеющее отрицательную Полярность. На практике часто требуется иметь напряжение, отличное от U,

регулируемое (ступенями Х~р-ТТ -°~]Т пли плавно), а также имею-

щее положительную по--1/2 лярность. При всех этих вариантах основная часть схемы мало меняется, и мы остановимся только на тех изменениях, которые необходимы в том или ином случае.

Путем последовательного включения стабилитронов (согласного и встречного) можно обеспечить практически любое напряжение, не превышающее допустимого значения для регулирующих и усилительных транзисторов. Однако количество используемых стабилитронов не должно быть большим, так как сопротивление составного стабилитрона больше, чем у каждого из его компонентов, а это ухудшает параметры схемы. Кроме того, встречное включение, как легко убедиться, требует применения токоотводящих резисторов в точках соединения стабилитронов. Общим недостатком такого решения является невозможность плавной регулировки выходного напряжения.

На рис. 23-15,й показан наиболее распространенный способ повышения выходного напряжения с помощью делителя Ri, R2. Этот способ в равной степени относится к последовательной и параллельной схемам, а также к эмиттерному включению стабилитрона (см. рис. 23-12); в последнем случае нужно заменить ток /д током

Рис 23-15. Регулировка выходного напряжения с помощью делителя.

а - принципиальная схема; б - преобразованная схема.



/б /д/р. Пренебрегая напряжением f/96. получаем следующее соотношение:

U2 = U + [i, + ~)Ri. (23-55)

Отсюда видно, что сопротивление R, вообще говоря, не является необходимым. При i?2 = оо можно обеспечить желательную разность потенциалов - Ug за счет протекания тока 1 по сопротивлению Rf. Однако поскольку ток /д невелик, для получения разности f/g - f/д от нескольких вольт и выше пришлось бы ставить сопроттления R порядка сотен и тысяч ом. Это привело бы к значительному увеличению сопротивления i?y и резко ухудшило бы параметры стабилизатора. Сопротивление R, которое обеспечивает дополнительный тон через Rl, позволяет уменьшить величину последнего. Это уменьшение будет существенным при условии

т. е. если

R2<. (23-56)

Тогда токи в обоих сопротивлениях почти одинаковы и значительно превышают ток базы.

Считая условие (23-56) выполненным, получим вместо (23-55) следующее соотношение:

U,uJl+-). . (23-57)

Сделав сопротивления делителя переменными, можно плавно менять выходное напряжение от значения, близкого к J,, до весьма больших значений.

Влияние делителя на параметры стабилизатора заслуживает специапьного рассмотрения. Преобразуем делитель по теореме об эквивалентном генераторе. Тогда получается схема, показанная-на рис. 23-15,6, в которой /?дел = i?i II R2, RzKRi + 2) = Приращение входного тока усилителя, которое в отсутствие делителя выражалось бы формулой

теперь имеет вид:

A/y=xAf/2/(/ д-?y-f;?дeл).

Ясно, что наличие делителя приводит к уменьшению приращений входного тока при одном и том же AU. Это равносильно увеличению сопротивления Ry = AUJAIy и соответственно характеристического сопротивления i?oo. Поэтому параметры стабилизатора с делителем всегда хуже, чем без делителя. Учитывая приведенные выражения для токов А/у, можно записать:

К Rb

Ко ~ Rbux 1-1- дел/(Гд + /?у)

где индекс О означает отсутствие делителя.

(23-58)



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.