Линейные стабилизаторы напряжения
Стабилизатором напряжения называется устройство, автоматически поддерживающее напряжение на нагрузке при изменении в определенных пределах таких дестабилизирующих факторов, как напряжение первичного источника, сопротивление нагрузки, температура окружающей среды.
Существует два вида стабилизаторов — параметрические и компенсационные.
Параметрический стабилизатор использует элементы, в которых напряжение остается неизменным при изменении протекающего через них тока. Такими элементами являются стабилитроны, в которых при изменении тока в очень широких пределах падение напряжения изменяется на доли процента (см. § 1.3). Параметрические стабилизаторы применяются, как правило, в качестве источников опорного (эталонного) напряжения в мощных компенсационных стабилизаторах (рис. 2.31).
Принцип работы компенсационного стабилизатора основан на сравнении фактического напряжения на нагрузке с эталонным и увеличении или уменьшении в зависимости от этого отклонения выходного напряжения. Эталонное напряжение формируется источником опорного напряжения ИОН. В сравнивающем элементе СЭ происходит сравнение напряжения на нагрузке с эталонным и выработка управляющего сигнала рассогласования. Этот сигнал усиливается усилителем У и подается на регулирующий элемент РЭ, который обеспечивает такое изменение выходного напряжения, которое приводит к приближению фактического напряжения на нагрузке к эталонному значению.
Основным параметром стабилизатора является коэффициент стабилизации — отношение относительного изменения напряжения на входе к относительному изменению напряжения на выходе:
|
а б в Рис. 2.31. Структура компенсационного стабилизатора напряжения (а), его простейшая реализация (б) и график, поясняющий выбор рабочей точки (в) |
В простейшем компенсационном стабилизаторе опорным напряжением является напряжение С/ст стабилитрона VD, а сравнивающим элементом, усилителем и одновременно регулирующим элементом — транзистор КГ (рис. 2.31, б).
Выходное напряжение (как это видно по знакам «+» и «—» на схеме) UBj= U^— U3b. Ток через резистор R^ образуется сложением двух токов: тока стабилитрона /ст и тока базы /Б. Режим работы транзистора выбирают таким образом, чтобы исходная рабочая точка/? располагалась на середине линейного участка его входной характеристики (рис. 2.31, в). Напряжение иэъ при этом составляет 0,1...0,3 В.
Предположим, что по каким-либо причинам напряжение на нагрузке уменьшилось. Это приведет к увеличению падения напряжения иэъ = и„ — £/внх, что, в свою очередь, увеличит степень открытия транзистора. В результате падение напряжения на транзисторе 1/кэ уменьшится, а, значит, увеличится напряжение на нагрузке £/вых = Um— 1/кэ, и в итоге напряжение на нагрузке восстановится. Аналогичное восстановление выходного напряжения произойдет и при его увеличении. Только в этом случае произойдет уменьшение степени открытия транзистора и соответствующее увеличение падающего на нем напряжения UK3.
Транзистор включен по схеме эмиттерного повторителя, входным напряжением которого является Un. Так как /Б<ЗС /н, схема позволяет отдавать в нагрузку значительную мощность. Коэффициент стабилизации такой схемы составляет А^=15О...ЗОО. В рассмотренной схеме сигнал рассогласования формируется на самом регулирующем транзисторе. Более высокую степень стабилизации обеспечивают схемы, в которых на базу регулирующего
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
