Схема эмиттерного повторителя (рисунок 1.5.б) по сравнению со схемами с общим эмиттером или базой имеет в точках подключения потребителя минимальное сопротивление. Это выходное сопротивление при токах в несколько десятков миллиампер может составлять 3…5 Ом. При токах в несколько ампер rВЫХ.С составляет сотые Ома.
П.1.4. Ключевые импульсные стабилизаторы
При работе стабилизатора в непрерывном (линейном) режиме рабочая точка регулирующего транзистора находится в активной области. При этом мощность, непррывно выделяемая на нем, РК = UK IК изменяется в пределах от РК,min = UK,max IК,min, до РК,max = UK,max IК,max, и составляет значительную величину в общем балансе мощностей. Это обстоятельство не позволяет получить к. п. д. стабилизатора выше 40…60%, а также заставляет применять радиаторы и специальные схемы, разгружающие транзистор ТР. Разгрузка ТР достигается также в ключевых стабилизаторах, которые еще называют импульсными или прерывистого действия. В таком стабилизаторе регулирующий элемент представляет собою периодически замыкаемый и размыкаемый ключ (рисунок 1.6.а); стабилизация достигается управлением скважностью работы ключа. При подаче на вход постоянного напряжения на выходе схемы будут импульсы (рисунок 1.6.б). Среднее значение выходного напряжения составит
(2.8-9.33.)
где Q - скважность работы ключа.
Если на вход ключа подается выпрямленное напряжение неотфильтрованное (рисунок 1.6.в), то среднее значение выходного напряжения
(2.8-9.34.)
где tР - время, в течение которого ключ разомкнут.
Изменять скважность можно:
а) изменяя τ при Т = const - широтно-импульсная модуляция (ШИМ), б) изменяя Т при т = const - частотно-импульсная модуляция (ЧИМ), в) комбинируя ШИМ и ЧИМ.
Заметим, что функции ключа может выполнять не только транзистор, но и тиристор, и тиратрон (см. рисунок 1.6.г), а также дроссель насыщения с ферромагнетиком, у которого прямоугольная петля гистерезиса).
Характеристика транзистора, работающего в режиме ключа, приведена на рисунке 1.6.г. Если бы транзистор был идеальным ключом, то при входном напряжении, к примеру ЕВХmin и при замкнутом ключе все напряжение было бы приложено к выходным зажимам, ток в цепи равен ЕВХmin / RН (точка К на характеристике), а на ключе напряжение равно нулю. При разомкнутом ключе ток в цепи равен нулю и все напряжение ЕВХmin приложено к ключу (точка X). Ясно, что мощность, выделяемая на идеальном ключе, равна нулю: в режиме короткого замыкания ток максимален, но напряжение на ключе равно нулю, а в режиме холостого хода напряжение максимально, но ток равен нулю.
В реальном переключателе - транзисторе - точка К перемещается в точку, а точка X в точку 1', т. е. на линии, ограничивающие режимы соответственно насыщения и отсечки. Кроме того, время срабатывания ключа (переключения из открытого в закрытое состояние и наоборот) не равно нулю. По этим причинам во время работы рабочая точка по характеристике передвигается между точками и 1'' по линии КХ, а в транзисторе имеются потери
(2.8-9.35.)
где РК.нас и РК.от - потери соответственно в режимах насыщения и отсечки; РК.пер - потери в режиме переключения, при попадании рабочей точки в активную область.
Отсюда ясно, что время переключения надо свести к минимуму. Для сравнения на рисунке 1.6.г показаны точки 1 и 2 при IН.ном = const для непрерывного и рабочие точки 1', 1'' и 2', 2" для прерывистого режимов работы в этих же условиях.
Структурная схема ключевого стабилизатора, работающего от переменного напряжения (от сети), приведена на рисунке 1.6.д. Здесь 1k - регулирующий элемент, работающий в ключевом режиме; 2 и 3 - измерительный и усилительный элементы; 4 - выпрямительный элемент без сглаживающего фильтра; 5 - сглаживающий фильтр; 6 - элемент преобразования управляющего сигнала (ЭПС). Принципиально новым в ключевом стабилизаторе по сравнению со стабилизатором непрерывного действия являются:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.