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

Ri -

Значение /вых(0) может в десятки раз превышать установившееся значение /?вых- Поэтому выходное напряжение в первый момент после скачка может существенно измениться и восстановится лишь спустя некоторое время, определяемое постоянными времени тр. Во избежание таких переходных процессов выход стабилизатора шунтируется конденсатором достаточно большой емкости. Эту емкость можно выбирать из условия

С/?вь,х.ср>То. (23-62)

где То - эквивалентная постоянная времени (которую в первом приближении можно считать суммой постоянных времени тр каждого из транзисторов), а /?вых.ср - усредненное (по интервалу переходного процесса) выходное сопротивление. Весьма грубым

приближением можно считать /вых.ср = УЯвых (0) /?вых- При усредненном выходном сопротивлении,

примерно равном 0,1 Ом, и величине -р-т-сь

То около 10 мкс необходимое значе- i л v

ние емкости получается весьма боль-

шим - сотни микрофарад.

Коэффициент стабилизации как функция Rca тоже является комплексной величиной, модуль которой уменьшается с ростом частоты пульсаций и скорости изменения входного напряжения. Однако скачкооб- Рис. 23-18.- Происхождение по-разные изменения напряжения ложительной обратной связи по

маловероятны, так как стабилизатор обычно питается от выпрямителя с

хорошим фильтром. Конденсатор С, включенный на выходе стабилизатора, уменьшает влияние и этих изменений, если они имеют место.

Наличие нескольких фазосдвигающих звеньев в цепи обратной связи при достаточно большом коэффициенте усиления может обусловить колебательный характер переходного процесса и даже привести к самовозбуждению схемы. Увеличение емкости С не всегда достаточно для ликвидации этих нежелательных явлений. Поэтому иногда приходится дополнять схему специальными стабилизирующими цепочками, руководствуясь общими принципами, известными из теории усилителей (см., например, [62], § 5-5).

Еще одной причиной самовозбуждения может быть паразитная обратная связь по току нагрузки. На рис. 23-18 показана часть стабилизатора, с сопротивлением Rj, которое обусловливает такую обратную связь. Вообще говоря, сопротивление Rj позволяет уменьшить выходное сопротивление схемы, но может сделать его и отрицательным. В самом деле, если = О, то выходное напряжение t/a, как известно, уменьшается с ростом тока 1. Если же. R, фО,го напряжение и j = i Rj, складываясь с опорным напряжением U, стремится увеличить напряжение f/g. При условии R[ = Rgj. теоретически должна иметь место компенсация обоих явлений, что равносильно нулевому результирующему сопротивлению. При условии Rj> Rj результирующее сопротивление будет отрицательным, а это может привести к самовозбуждению схемы. Учитывая, что в ряде случаев



роль сопротивления Rj может играть сопротивление монтажных проводов, желательно при монтаже стабилизаторов с очень малым выходным сопротивлением производить пайку всех концов, идущих к выходным зажимам, в двух узловых ючках.

Важнейший параметр всякого стабилизатора - характеристическое сопротивление Rco - зависит от рел<има работы транзисторов и, следовательно, от значений входного напряжения и нагрузочного тока. Последняя зависимость играет главную роль, если ток нагрузки меняется в широких пределах. Как известно, коэффициент передачи р и сопротивление эмиттерного перехода Гд уменьшаются с увеличением рабочего тока транзистора, причем зависимость Гд{1д) более сильная. Поэтому характер функции /?оо(/н), определяющей параметры К и /?вых. во многом зависит от относительной роли члена (1 -Ь Р)/э в числителях выражений (23-26) и (23-48). Роль этого члена особенно существенна при малых токах первого усилительного транзистора, т. е. при полной нагрузке стабилизатора.

Функции RuxUJ и /С(/н) в общем случае могут быть немонотонными. Однако в последовательных стабилизаторах, в которых важное влияние на коэффициент стабилизации оказывают не столько п;араметры и Р, сколько сопротивление / регулирующего транзистора, значение К, как правило, уменьшается с увеличением нагрузочного тока.

Изменения входного напряжения влияют на параметры стабилизаторов постольку, поскольку в последовательных схемах при этом меняется напряжение на регулирующем транзисторе, а в параллельных - его ток.

23-6. МЕТОДИКА РАСЧЕТА СТАБИЛИЗАТОРОВ

Энергетический расчет стабилизаторов, т. е. выбор регулирующего элемента (по напряжению, току и мощности), определение входного напряжения и оптимального балластного сопротивления осуществляются по общим формулам, приведенным в § 23-2 и 23-3, с учетом к. п. д. и минимальных величин /p. , (/р.мин. н.мии. которыми задаются из тех или иных соображений.

При выборе стабилитронов или их комбинаций (составных опорных элементов) руководствуются, конечно, значением выходного напряжения ((/д= змии), а также желательным значением температурного дрейфа (см. § 23-5).

Что касается усилителя, то его главная функция - обеспечить необходимое значение характеристического сопротивления и тем самым дифференциальных параметров /?вых и К- Последние характеризуют качество стабилизации, и соответствующие расчеты полезно рассмотреть несколько подробнее.

На практике чаще всего встречаются два варианта расчетов: 1) по допустимым отклонениям выходного напряжения в зависимости от изменений тока нагрузки и входного напряжения: бгдоп 2доп [ - (23-4)]; 2) по желательным



величинам выходного сопротивления R bix и коэффициента стабилизации К. Строго говоря, первый вариант является основным, поскольку параметры Rmx и К в конце концов призваны обеспечить допустимые, значения и oU.

Рассмотрим эти два варианта.

1. Заданы значения бздод и 6. Подставим в выражение (23-46) R = = R и положим бд бгдсп тогда получим:

р адопг (23-63)

Подставим в выражение (23-4в) значение К из (23-43в) или (23-19в) и положим б g б. тогда получим:

для последовательной схемы , -

. для параллельной схемы

Здесь для последовательного стабилизатора сопротивление Ri может считаться известным. Для параллельного стабилизатора сопротивление Rq, вообще говоря, величина произвольная; при оптимальном режиме, подставляя (23-12), получаем:

1 мнн >l

Очевидно, что из двух значений R, определяемых неравенствами (23-63) и (23-64), следует выбрать меньшее. Поскольку R согласно (23-17) зависит только от параметров Ry и Ki и поскольку параметр Ry трудно менять в широких пределах, необходимое значение R обеспечивают в первую очередь за счет параметра Ki, рассчитывая (усилительный элемент стабилизатора на усиление Ki/Pp, где Рр - коэффициент усиления регулирующего элемента.

2. Заданы параметры Rbux и К- Тогда из определения коэффициента К, полагая R = К и подставляя значения f/ нетрудно получить:

для последовательного стабилизатора

-абУ (23-65а)

(1-Ощ) 12

для параллельного стабилизатора

оп Л -W-R.ux.. (23-656)

В последнем выражении, конечно, подразумевается, что К < К, где определяется формулой (23-20). В противном случае праваи часть (23-656) получается отрицательной.

Удовлетворить неравенствам (23-65) далеко не всегда удается, так как сопротивление Ri задано вместе с регулирующим транзистором, а сопротивление Rq, выбранное из (23-656), может оказаться намного больше оптимального. Поэтому чаще всего приходится подгонять RetAx (в сторону уменьшения) под желательные значения Ri и Rq. Коэффициент усиления Ki рассчитывается, как и в первом варианте, по значению = R согласно (23-17).

* Поскольку коллекторное сопротивление транзистора зависит от тока, следует . использовать значение Ri, соответствующее максимальному току нагрузки, , .



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.