Основные функциональные узлы системы управления стабилизаторов

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Источником опорного напряжения служит стабилитрон Д1, питающийся через ограничительное сопротивление R1 (рис.9.1 а и б). Измерительный элемент, состоящий из резисторов R3 - R5 (R5 - R7), подсоединяется к выходному напряжению стабилизатора. Часть напряжения, снимаемая с измерительного элемента, сравнивается с напряжением на стабилитроне Д1, и их разность подается на усилитель. Напряжение, снимаемое с резистора R2(R3), включенного в цепь коллектора усилительного транзистора, является выходным сигналом схемы.

В тех случаях, когда не требуется высокая стабильность выходного напряжения, усилитель в схеме может отсутствовать (рис.9.1в). Такая схема представляет собой мост, в два противоположных плеча которого включены стабилитроны. Почти все изменение выходного напряжения выделяется в диагонали моста , с которой и снимается сигнал, воздействующий на последующие элементы цепи обратной связи.

В схеме рис.9.1г  сигнал ошибки определяется с помощью дросселя насыщения.

Здесь, с целью выявления ошибки магнитодвижущая сила, создаваемая  обмотками подмагничивания , сравнивается с коэрцитивной силой сердечника, имеющего прямоугольную петлю гистерезиса. Дроссель насыщения с самоподмагничиванием, питающийся от трансформатора Тр1, имеет две рабочие обмотки Wр1 и Wр2, обмотку смещения Wсм, в которой поддерживается постоянное значение тока, и обмотку управления Wу, подключаемую к выходу стабилизатора.

При увеличении или уменьшении выходного напряжения изменяется поток подмагничивания дросселя, что, в свою очередь, приводит к изменению среднего значения  тока  Iу ср  на выходе схемы, используемого для получения сигнала управления. Дроссель насыщения рассчитывается таким образом, чтобы при заданном изменении напряжения на входе схемы получить достаточно широкий диапазон изменения тока  Iу ср. Выше говорилось, что при подаче на обмотку трансформатора Тр1 переменного напряжения прямоугольной формы напряжение на сопротивлении нагрузки также имеет форму прямоугольных импульсов, ширина которых может регулироваться изменением величины тока в обмотке Wу. Такое свойство схемы ( рис.9.1г) позволяет использовать ее одновременно как схему сравнения и как элемент преобразования сигнала.

Триггер. Из большого числа разновидностей триггеров  чаще других применяется триггер Шмитта ( рис.9.2 ). При достижении входным сигналом определенных критических уровней в триггере возникают лавинные процессы, опрокидывающие его из одного устойчивого состояния в другое.

Предположим, что на вход триггера подано напряжение такой величины, при котором транзистор ПП2 будет разомкнут. Потенциал на базе ПП1 будет зависеть от соотношения величин сопротивлений R1,R2 и R5, которые выбираются так, чтобы транзистор ПП1 в это время был замкнут. Если теперь увеличить напряжение на входе триггера до такого уровня, при котором транзистор ПП2 замкнется, то потенциал на его коллекторе станет близким к потенциалу эмиттера. Это вызовет повышение потенциала на базе транзистора ПП1 и он разомкнется. Емкость C форсирует процесс переключения. Возвращение сигнала к первоначальному значению повлечет за собой обратное опрокидывание триггера.

В схеме рис.9.2 при срабатывании  триггера изменяется полярность выходного сигнала. Если снимать сигнал с одного из коллекторных сопротивлений, то полярность его окажется неизменной, а величина будет изменяться от нуля до максимума.

Определим условия, обеспечивающие надежную работу триггера.

При замкнутом транзисторе ПП2 и разомкнутом ПП1, потенциал на эмиттере ПП1 почти равен потенциалу на коллекторе ПП2, поэтому напряжение


( Ir2 – ток, протекающий в этом случае через резистор Rr2 ).


Рисунок 9.2  Схема триггера Шмидта

В то же время 



где, Iко1 - обратный ток коллектора транзистора ПП1, и


Следовательно,


Откуда


Для надежного размыкания ПП1 необходимо иметь  Uбэ1>0. Из формулы (9.1) следует, что это требование будет соблюдено при условии

При расчетах в формулу (9.2) следует подставлять значение Iко1, соответствующее максимальной возможной температуре транзистора ПП1.

Для замыкания транзистора ПП2 необходимо, чтобы источник входного сигнала мог обеспечить ток:

(9.3)

где b2– коэффициент усиления ПП2, соответствующий границе области насыщения.

При разомкнутом транзисторе ПП2, необходимо гарантировать надежное замыкание транзистора ПП1. Так как для этого случая

Uкэ1» 0 , то указанное требование будет соблюдено при условии:

                                                 (9.4)

где b1- коэффициент усиления транзистора ПП1, соответствующий границе

Похожие материалы

Информация о работе