Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема стабилизатора тока рисунок

4.2.9 Исходные данные: Для схемы мостового стабилизатора напряжения параметры используемых стабилитронов приведены на рисунке 4.14

Рисунок 4.14 – Схема параметрического мостового стабилизатора

Определите напряжение на нагрузке (Rн).

Решение: Стабилитрон VD1 работает на обратном участке ВАХ (Uобратное), а VD2, VD3 и VD4 – на прямом. Поэтому, напряжение на нагрузке равно .

4.2.10 Исходные данные: Для схемы компенсационного стабилизатора рисунка 4.15 имеет место: UВХ = 48 В; Uэт = 6 В; R1 = R2 = R3 = 1кОм.

Рисунок 4.15 – Схема компенсационного стабилизатора напряжения

Определите выходное напряжение стабилизатора.

Решение: Выходное напряжение зависит от коэффициента передачи следящего делителя R2, R3, который равен . В состоянии покоя напряжение, снимаемое с делителя равно эталонному. Тогда находим выходное напряжение:

.

4.2.11 Исходные данные: Параметры схемы компенсационного стабилизатора тока (рис. 4.16) следующие: UВХ = 48 В; Uэт = 6 В; R1 = R = 1кОм; RШ = =0,5 Ом; RН = 3 Ом.

Рисунок 4.16 – Схема компенсационного стабилизатора тока

Определите ток нагрузки стабилизатора.

Решение: Падение напряжения на шунте должно быть равно напряжению эталонного источника. Поэтому, ток нагрузки рассчитывается через эталонное напряжение и сопротивление шунта Rш:

.

4.2.12 Исходные данные: Параметры импульсного стабилизатора напряжения приведены на схеме рисунка 4.17.

Рисунок 4.17 – Схема импульсного стабилизатора

Определите выходное напряжение в схеме стабилизатора (все элементы идеальные).

Решение: В данной схеме напряжение на выходе зависит от эталонного источника и коэффициента передачи следящего делителя:

, .

4.3 Расчет стабилизатора постоянного напряжения

4.3.1. Расчет параметрического стабилизатора с УПТ.

Исходными данными для приближённого расчета параметрического стабилизатора напряжения (рис. 4.18) являются:

напряжение в нагрузке UН , В;

ток нагрузки IН , А.

Рисунок 4.18 – Схема параметрического стабилизатора с УПТ

Расчет простейшего параметрического стабилизатора с УПТ выполняется в следующей последовательности.

Определяется выходное напряжение выпрямителя :

, (4.9)

где .

Расчёт максимальной мощности рассеяния регулирующего транзистора

. (4.10)

Выбор регулирующего транзистора VT из условий [18]:

, ,,

где – максимально допустимая мощность рассеяния на коллекторе;

–максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер;

–максимально допустимый ток коллектора.

Расчёт максимально допустимого тока базы регулирующего транзистора VT

, (4.11)

где – минимальный коэффициент передачи тока выбранного____ транзистора.

Выбор стабилитрона VD. Его напряжение стабилизации должно быть равно выходному напряжению стабилизатора , а значение максимального тока стабилизациидолжно превышать максимальный ток базы , т.е.

, .

Расчёт величины сопротивления R параметрического стабилизатора напряжения

. (4.12)

Обычно .

Расчёт мощности, рассеиваемой резистором R

(4.13)

Выбираем типа и номинал резистора R [19].

Расчёт коэффициента стабилизации Kст :

, (4.14)

где – дифференциальное сопротивление стабилитрона, определяемое по таблице П10 прил. Г.

Расчёт выходного сопротивления стабилизатора напряжения:

. (4.15)

На этом примерный расчет параметрического стабилизатора с УПТ на выходе закончен.

4.3.2. Расчет импульсного стабилизатора напряжения. Функциональная схема понижающего импульсного стабилизатора напряжения (ИСН) показана на рис. 4.19 [20] .

Рисунок 4.19 – Схема импульсного понижающего стабилизатора

Исходными данными для расчета ИСН являются:

— напряже­ние Uп и пределы его изменения DU;

— внутреннее сопротивление источника постоянного напряжения Rи;

— номинальное выходное на­пряжение стабилизатора Uн и допустимые пределы его регули­ровки DUн;

— максимальный Iн max и минимальный Iн min токи нагрузки;

— допустимая амплитуда пульсаций выходного напряжения стабили­затора Uн

— коэффициент стабилизации Кcт и внутреннее сопротив­ление rн;

— максимальный температурный уход напряжения dUн. т на нагрузке;

— предельные значения температуры окружающей среды Tc min и Тс mах.

Порядок расчета понижающего импульсного стабилизатора по схеме рис. 4.19.

1. Выбираем частоту преобразования fп и принимаем ориен­тировочно значение КПД hст = 0,85…0,95.

2. Определяем минимальное и максимальное значения отно­сительной длительности (коэффициент заполнения) импульса на­пряжения на входе фильтра:

3. Из условия сохранения непрерывности тока дрос­селя определяем его минимальную индуктивность

4. Вычисляем произведение LCн по заданному значению пульсации напряжения на нагрузке

и определяем индуктивность дросселя (с током IL ³ Iн max) и емкость конденсатора .

5. Амплитуда тока через конденсатор Cн :

Действующий ток через конденсатор

(4.19)

6. Определяем среднее и предельные значения тока, проте­кающего через дроссель при Uп max и Iн max:

7. Задаемся значением IK m = (1,2…2) IL ср и с учетом частоты преобразования выбираем регулирующий транзистор по току и на­пряжению:

8. Выбор импульсного диода проводится с учетом частоты преобразования по прямому току и обратному напряжению

9. Вычисляем ток дросселя IL ср и коэффициенты Kтр1 и Kтр2,

где h21Э min, h21Э max, IБ = IБ max / h21Э min — предельные значения коэф­фициента передачи и базовый ток регулирующего транзистора.

10. По графикам на рис. 4.20 определяем tБ,

Рис. 4.20 — Зависимость относительной величины выброса коллекторного тока Kтр1 = IК m / IБ h21Э от относительной величины тока дросселя Kтр2 = IL / IБh21Э для различных значений Б/эфф.

а затем емкость конденсатора CБ » 1,6 IБ tБ / DUЭБ, включенного параллельно пере­ходу эмиттер-база транзистора (DUЭБ — изменение напряжения эмиттер-база на входной характеристике транзистора, соответст­вующее изменению базового тока на Iбн).

11. Определяем времена включения, выключения и рассасы­вания регулирующего транзистора (при tБ — 1/2 , (4.22)

Iзап — запирающий транзисторный ток;

tн — постоянная времени накопления заряда в базе насыщенного транзистора;

Kнас = (IБ h21ЭIК нас) / IКнас — коэффициент насыщения;

fгр, RК — граничная частота и внешнее сопротивление в цепи коллектора транзистора соответственно.

12. Потери мощности на транзисторе определяются в основном потерями в режиме насыщения и динамическими (в моменты переключения):

13. Потери мощности на диоде определяются потерями в прямом направлении и динамическими при его выключении

14. По заданному значению Kст вычисляем коэффициент передачи схемы управления

15. Вычислим потери мощности в дросселе и определим КПД и внутреннее сопротивление стабилизатора:

где rL — сопротивление дросселя;

Rи, rКЭ — соответственно сопротивление источника питания и перехода коллектор-эмиттер насыщенного транзистора.

Компенсационные стабилизаторы напряжения и тока

Могут работать на переменный или постоянный ток и используют принцип непрерывного или импульсного автоматического регулирования стабилизируемого параметра (напряжения или тока).

Существуют 2 основные схемы:

— с последовательным включением регулируемого элемента по отношении к нагрузке.

— с параллельным включением регулируемого элемента.

Рисунок 13.12 – Структурная схема компенсационного стабилизатора с последовательным включением регулируемого элемента.

Рисунок 13.13 – Структурная схема компенсационного стабилизатора с параллельным включением регулируемого элемента.

В компенсационном стабилизаторе с последовательным включением регулируемого элемента напряжение на нагрузке Uн сравнивается с опорным напряжением

, (13.26)

где — коэффициент усиления.

В реальных стабилизаторах источник опорного напряжения (ИОН) питается от выходного стабильного напряжения .

, (13.27)

где — внутреннее потребление.

— последовательное включение по отношению к нагрузке РЭ, требует большой пропускной способности по току в стабилизаторах с непрерывным регулированием;

— на РЭ постоянно рассеивается энергия и КПД трудно обеспечить выше 60%.

На практике используют импульсный режим автоматического регулирования.

Разгрузить РЭ по току позволяет схема с параллельным включением РЭ по отношению к нагрузке (рисунок 13.13).

Схема позволяет применить РЭ малой мощности, но ставит добавочное сопротивление (ДС).

Схема целесообразна в устройствах малой мощности с импульсным питанием.

Приведенные функциональные схемы отражают принципы работы в импульсных стабилизирующих устройствах, обеспечивающие импульсный режим работы.

13.4.1 Транзисторный компенсационный стабилизатор постоянного напяжения с непрерывным регулированием.

Рассмотрим наиболее распространенную схему с последовательным включением регулирующего элемента.

, , , , . Можно убедиться, что в схеме за счет действия отрицательной обратной связи, достигается стабилизация. Анализ показывает, что коэффициент стабилизации пропорционален в цепи ОС, который определяется:

(13.28)

(13.29)

Приведенная основа схем с непрерывным регулированием на практике может претерпевать различные усложнения по следующим направлениям.

В РЭ для увеличения коэффициента передачи и согласования мощного РЭ с маломощным УПТ прим схема составного транзистора.

УПТ для термокомпенсации может быть постороен по симметричной схеме (рисунок 13.16):

Для повышения устойчивости работы стабилизатора при импульсном потреблении тока нагрузкой на выходе стабилизатора может устанавливаться аккумулятор-емкость. Это подключение практически не увеличивает сглаживание пульсаций.

Увеличение сглаживания пульсаций достагается за счет:

— изменения способа питания УПТ (от отдельного дополнительного источника, непосредственно от входного стабилизатора, либо через эмиттерный повторитель от входного стабилизатора).

— изменения схемы сравнения, в частности при применении схемы сравнения с так называемой «с опущенной спорой».

В тех случаях, когда имеющиеся в распоряжении силовые трансформаторы не обеспечивают необходимый ток нагрузки Iн, применяется параллельное включение нескольких транзисторов (рисунок 13.17).

Используется также и последовательное включение транзисторов в РЭ для исключения опасности перегрузки по Uкэ.

Последние меры так же усложняют стабилизатор в целом и на практике схемы отличаются значительным разнообразием. В особенности, они включают ещё и устройства защиты от перегрузки по току и напряжению или даже устройствами сигнализации.

Современные схемы имеют тенденцию к использованию импульсных режимов работы.

13.4.2 Импульсные стабилизаторы.

Рисунок 13.18 — Структурная схема импульсного стабилизатора

СФ – сглаживающий фильтр;

ИЭ – импульсный элемент;

СхСиУ. – схема сравнения и усиления.

Эффективное сглаживание на рабочей частоте возможно фильтрами либо при условии достаточно большой рабочей частоты. Повышаются требования к быстродействию.

ИЭ может работать в автоколебательном режиме (релейный стабилизатор). При этом изменяется как длительность импульсов тока так и частота следования импульсов в нагрузке. Изменение частоты затрудняет эффективное сглаживание пульсации неперестраиваемым фильтром.

Частоту срабатывания ИЭ можно специально задавать, синхронизируя его работу с помощью задающего генератора (ЗГ). В том случае регулирование осуществляется за счет длительности импульсов тока.

РЭ, СхСиУ, ИОН схемно не отличаются от узлов, используемых в непрерывном стабилизаторе. В качестве ИЭ применяются релаксационные генераторы, мультивибраторы, триггеры и др.

Импульсные стабилизаторы в отличие от стабилизаторов с непрерывным регулированием позволяют реализовать высокие КПД и широко используются в современной технике.

— импульсный режим работы исключает принципиально возможность снижения пульсации до нуля.

— осложнение обеспечения магнитной совместимости ИВЭП с электронной аппаратурой.

Для рационального использования непрерывного и импульсного методов регулирования и ослабления недостатков, соответствующих этим методам устройств, применяют стабилизаторы с двойным управлением.

13.4.3 Стабилизаторы с двойным управлением.

Рисунок 13.19 – Структурная схема стабилизатора с двойным управлением

— высокие масса, габариты, стоимость;

— низкая эксплуатационная надежность;

В случае, если требуется получение повышенных значений коэффициента стабилизации, возможно использование двойного управления. Для этого РЭ ставятся на стороне как постоянного так и переменного тока. При этом коэффициент стабилизации получающегося таким образом двухкаскадного стабилизатора равен произведению коэффициентов стабилизации отдельных каскадов.

В качестве РЭ на стороне переменного тока могут использоваться диодно-транзисторные схемы, тиристоры, магнитные усилители.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.004 с) .

Исследование компенсационного стабилизатора напряжения

Дата добавления: 2015-08-14 ; просмотров: 1281 ; Нарушение авторских прав

Исследуемая схема представлена на рисунке 2.4 В качестве стабилизатора в этой схеме используется интегральный СН КР142ЕН5А, характеристики которого представлены в таблице 2.3

Рисунок 2.4 – Принципиальная схема макета

Таблица 2.3 – Характеристики КР142ЕН5А

МикросхемаUвх, ВUвых, ВIвых, АКU, %/ВКI, %/A
Мин.Макс.Мин.Макс.Мин.Макс.
КР142ЕН5А7,54,95,11,50,051,33

Результаты измерений представлены в таблицах 2.4 и 2.5 для нагрузок R3 и R4 соответственно.

Таблица 2.4 – Результаты измерений с R3

Номер измеренияUвх, ВUвых, ВIн, мА
0,80,01
1,70,220,12
2,681,1282,53
3,92,0675,185
4,877,47
6,083,94510,126
6,824,8912,659
8,034,91512,659
4,91512,659
4,91512,659
10,94,91512,659
11,94,92112,778

Таблица 2.5 – Результаты измерений с R4

Номер измеренияUвх, ВUвых, ВIн, мА
0,8
0,221,086
2,741,0086,39
3,71,98912,659
4,862,84818,927
6,033,825,195
6,814,70731,946
4,83332,428
8,764,83332,428
9,984,83332,428
10,94,83332,428
11,94,83332,428

Из таблицы 2.5 можно заметить, что при нагрузке в 320 Ом напряжение на выходе микросхемы оказалось ниже, чем заявлено. (см. таблицу 2.3)

Для дальнейших расчётов нам потребуется вычислить номинальные напряжения питания, нагрузки, токи нагрузки, а также их абсолютные изменения. Так как вычисления были описаны при расчёте параметрического стабилизатора, будут опущены, также как и расчёты коэффициентов стабилизации по напряжению и стабилизации по нагрузке. Результаты расчётов занесены в таблицу 2.6

Таблица 2.6 – Результаты расчётов

ПараметрНагрузочный резистор
R3R4
Uп ном, В9,449,4
Uн ном, В4,914,81
Uп, В5,085,09
∆Uн, В0,0310,126
Iн ном, мА12,6832,35
∆Iн, мА0,1190,482
KU85,2520,7
KI1,490,57

На рисунке 2.5 показана зависимость напряжения на выходе от напряжения питания для обеих нагрузок.

На рисунке 2.6 показана зависимость выходного напряжения от тока, потребляемого стабилизатором.

Рисунок 2.5 – График зависимости напряжений

Рисунок 2.6 – График зависимости напряжения от входного тока

Ответы на контрольные вопросы

Какой из стабилизаторов (последовательный или параллельный) обладает большим КПД и почему?

В подавляющем большинстве случаев в радиотехнических устройствах применяются последовательные СН, поскольку при прочих равных условиях параллельные СН имеют более низкий КПД, особенно при малых токах нагрузки. Мощность, рассеиваемая регулирующим транзистором в таких стабилизаторах, прямо пропорциональна выходному напряжению. Кроме этого, потери мощности происходят и на балластном резисторе. Поэтому параллельные СН находят ограниченное применение при низких, примерно до 5 вольт, выходных напряжениях и постоянной нагрузке. Только в таких условиях их использование окупается единственным достоинством, которое заключается в высокой стойкости этого типа стабилизаторов напряжения к перегрузкам по току вплоть до короткого замыкания нагрузки.

Почему в схеме стабилизатора, изображенном на рисунке 3.1 вместо стабилитрона можно поставить диод, включенный в прямом направлении?

Рисунок 3.1 – Стабилизатор тока

Для начала рассмотрим принцип работы данной схемы: резистор R2 задаёт рабочую точку транзистора, резистор R1 выступает в качестве источника сигнала для обратной связи, а стабилитрон VD1 и резистор R2 служат в качестве параметрического стабилизатора. При увеличении тока, протекающего через транзистор увеличивается падение напряжения на резисторе R1, когда оно превышает напряжение пробоя стабилитрона, то через него протекает ток, который закрывает транзистор. Стоит заметить, что при расчёте падения напряжения на резисторе R1 стоит учитывать падение напряжения на переходе база-эммитер.

В данной схеме стабилитрон можно заменить на выпрямительный диод или несколько диодов соединенных последовательно и включенных в прямом направлении, так как у диода присутствует барьерный потенциал порядка 0,7 В для кремниевого диода. До тех пор пока разность потенциалов между выводами диода не превысит 0,7 В, ток через него протекать не будет.

Стоит отметить, что стабилитроны работают начиная от 3,3 В, что конечно же ведёт применению резистора R1 большего номинала и к большему значению мощности, рассеиваемой на нём.

Что произойдет с регулирующими транзисторами простейших стабилизаторов параллельного и последовательного типа, схемы которых приведены на рисунках 3.2 и 3.3 при КЗ на выходе?

Рисунок 3.2 – Простейший СН параллельного типа с УПТ

Рисунок 3.3 – Простейший СН последовательного типа

Если в место включенной нагрузки сделать КЗ, то в первом случае весь ток пойдет через замыкающий проводник, при этом транзистор тока пропускать не будет (к тому же он будет закрыт, так как Uбэ=0), а во втором случае весь ток пойдёт через транзистор, что приведет его к тепловому пробою.

Каковы основные недостатки стабилизаторов напряжения с усилителями тока?

Основной недостаток описанных в методичке схем СН с УПТ — то, что они имеют фиксированное выходное напряжение, примерно равное напряжению стабилизации стабилитрона. Также стоит отметить, что ни одна из представленных схем последовательных СН в этом разделе не защищена от перегрузки по току.

Как отреагирует базовая схема стабилизатора напряжения, представленная на рисунке 3.4 на неисправность транзистора УПТ?

Рисунок 3.4 – Базовая схема компенсационного СН

Рассмотрим два случая неисправности транзистора УПТ (VT2):

1) сопротивление участка эмиттер-коллектор rэк=0;

В этом случае на выходе СН установится напряжение равное напряжению на стабилитроне, так как мы получаем эммитерный повторитель с параметрическим СН.

2) сопротивление участка эмиттер-коллектор rэк=∞ ?

Регулирующий транзистор будет полностью открыт, регулировка осуществляться не будет.

В отличие от схемы на рисунке 3.5 существует другой способ защиты регулирующего транзистора от перегрузок и КЗ. Каков он?

Рисунок 3.5 – Схема СН с защитой от КЗ

В качестве альтернативы можно воспользоваться стабилизатором тока, включенным последовательно с стабилизатором тока, например, как на схеме 3.1, также к этому вопросу можно подойти радикально – воспользоваться плавким предохранителем, включенным последовательно с регулирующим транзистором.

Почему собранный по схеме рис. 13 (см. методичку) стабилизатор имеет гораздо больший коэффициент стабилизации по входному напряжению, чем стабилизатор, изготовленный по базовой схеме?

Затрудняюсь ответить, хоть ответ чёрным по белому написан в методичке, так как не до конца понимаю работу схему.

Компенсационные стабилизаторы напряжения постоянного

Тока

Высокие коэффициент стабилизации и качество выходного напряжения можно получить только с помощью стабилизатора компенсационного типа. Это устройство с обратной связью. Его структурная схема приведена на рис.4.14.

Рисунок 4.14 – Структурная схема компенсационного стабилизатора

На рисунке обозначено:

РЭ — регулирующий элемент (транзистор);

ИЭ – измерительный элемент;

УЭ – усилительный элемент (усилитель постоянного тока –УПТ).

При изменении входного напряжения или тока нагрузки ИЭ измеряет выходное напряжение, сравнивает его с эталонным и вырабатывает сигнал рассогласования (ошибки), который усиливается УЭ и управляет РЭ так, что бы свести ошибку к нулю. Избыточное входное напряжение гасится на РЭ и рассеивается в виде тепла. Принципиальная схема стабилизатора, соответствующая структурной схеме (рис.4.14) показана на рис.4.15.

Рисунок 4.15 – Принципиальная схема компенсационного стабилизатора напряжения (КСН)

РЭ выполнен на транзисторе VT1, включенным по схеме ОК с нагрузкой RH ; ИЭ выполнен в виде моста, левое плечо которого составляет эталонный источник – R4 VD1, а правое плечо – следящий делитель R2 R3. В диагональ моста включен участок э – б усилительного транзистора VT2 (УЭ), выполненного по схеме ОЭ с нагрузкой R1. В состоянии покоя мост сбалансирован, напряжение в диагонали моста равно нулю, транзисторы VT1 и VT2 находятся в активном режиме.

Схема работает следующим образом: если UВХ возросло, то это увеличение передаётся на базу VT1, он приоткрывается и возрастает напряжение на нагрузке RH, возрастает ток следящего делителя и падение напряжения на R3. Потенциал эмиттера VT2 фиксирован стабилитроном и повышение потенциала базы приводит к приоткрыванию транзистора VT2 , напряжение на его коллекторе снижается, значит уменьшается потенциал базы VT 1, а это вход эмиттерного повторителя, следовательно, уменьшится и напряжение на нагрузке RH. Аналогично схема работает при изменении тока нагрузки. Например, схема находится в состоянии покоя, мост сбалансирован. Пусть ток нагрузки увеличился, увеличилось падение напряжения на регулирующем элементе VT1, уменьшилось напряжение на нагрузке RH и на следящем делителе R2 , R3. Уменьшился потенциал на базе VT2, который призакрывается, возрастает потенциал его коллектора т.е. потенциал базы VT 1, а это вход эмиттерного повторителя, следовательно, увеличится и напряжение на нагрузке RH. Баланс измерительного моста восстанавливается.

Если КСН представить как систему автоматического регулирования (рис.4.16) с коэффициентами передачи звеньев по напряжению , то их произведение называется петлевым усилением, т.е.

. (4.15)

Рисунок 4.16 – Схема замещения КСН

Для приращений сигналов справедливы следующие рассуждения и выводы. Если цепь ОС разорвать, то изменения выходного напряжения

. (4.16)

Поэтому, для достижения высокой стабильности должен быть возможно меньше. Это является важной предпосылкой для построения стабилизатора. Если замкнуть цепь ОС, то процесс регулирования можно представить следующей системой уравнений:

(4.17)

Знак минус в первом уравнении говорит о том, что обратная связь – отрицательная.

Решим систему относительно :

(4.18)

Выражение (4.18) называется основным уравнением стабилизатора в установившемся режиме. Очевидно, что для малого изменения выходного напряжения петлевое усиление должно быть возможно большим, но ; , поэтому необходимо иметь . Увеличение , его стремление к единице определяется приближением к . Наоборот, чем ниже , тем меньше и, если , то и цепь обратной связи разрывается. Поэтому нельзя выбирать слишком малым или близким к нулю. Для повышения можно зашунтировать конденсатором , или вместо резистора поставить стабилитрон ( так называемый, второй эталон — ), тогда , а и его регулировка невозможна.

Петлевое усиление можно поднять путём замены транзистора VT2 операционным усилителем, а резистора R1 – токостабилизирующим двухполюсником (см. разд. 4.2.1, рис. 4.8).

Коэффициент сглаживания пульсаций может отличаться от коэффициента стабилизации по напряжению. Если верхнее плечо делителя ( ) зашунтировать конденсатором, тогда КД для постоянной составляющей и частоты пульсаций различны, отличаются и петлевые усиления. Кроме того, частота пульсаций может оказаться за полосой пропускания усилителя цепи обратной связи и опять петлевые усиления будут разные.

Очевидно, что в рассмотренной схеме выходное напряжение больше напряжения эталонного источника. Стабилизатор с выходным напряжением меньше эталонного выполняют по схеме рис.4.17.

Рисунок 4.17 – Схема низковольтного КСН

Делитель следит не за выходным напряжением (UВЫХ), а за суммой . поэтому

(4.19)

VD1 подключен к дополнительному источнику . Главное, что бы здесь обеспечивался нормальный режим работы VT2.

КСН – схемы с обратными связями и при определённых условиях они могут возбуждаться, т. е становиться генераторами колебаний. В этом значительную роль играют флуктуации входного напряжения (и тока нагрузки) а также инерционные свойства усилительных каскадов. Обычно выход КСН шунтируют конденсатором СН, что повышает нагрузочную способность при работе на импульсную нагрузку и повышает устойчивость. Ограничение полосы пропускания усилителя цепи ОС также повышает устойчивость, но и снижает частотный диапазон дестабилизирующих воздействий, отрабатываемых стабилизатором. Включение корректирующих конденсаторов СД , С У , С Б показано на рис.4.18. Совокупность корректирующих конденсаторов СД , С У , С Б и СН позволяет всегда обеспечить устойчивость одноконтурных стабилизаторов с высокими статическими параметрами. Увеличение ёмкостей конденсаторов приводит к уменьшению полосы пропускания и ухудшению динамики стабилизатора.

Рисунок 4.18 – Включение корректирующих конденсаторов в схеме КСН

Частотные свойства устойчивого стабилизатора наиболее ярко проявляются при изменении тока нагрузки, поскольку выходное сопротивление стабилизатора является функцией частоты, а ток нагрузки, особенно при импульсном характере нагрузки, занимает полосу частот от 0 до . Зависимость модуля выходного сопротивления стабилизатора от частоты приведена на рис. 4.19.

Рисунок 4.19 – Частотная зависимость модуля выходного сопротивления КСН

Зависимость имеет четыре характерные области. Область I определяется частотными свойствами источника питания стабилизатора. Если фильтр выпрямителя обладает резонансными свойствами на частоте fф, то на этой частоте возрастает выходное сопротивление выпрямителя, что вызывает неустойчивую работу стабилизатора. Область II ограничивается частотой f (полоса пропускания стабилизатора). Это область нормальной работы. Область III – область частот, в которой проявляются резонансные свойства стабилизатора в целом. Область VI определяется частотными свойствами конденсатора СН. В областях частот III и VI стабилизатор не отрабатывает дестабилизирующих воздействий.

Обычно полоса пропускания непрерывных (линейных) стабилизаторов составляет сотни Гц…единицы кГц.

Все, рассмотренные нами схемотехнические решения, нашли применение в интегральных стабилизаторах серии К142 (К142ЕН1, К142ЕН2,…). Некоторые из них позволяют регулировать выходное напряжение и наращивать ток нагрузки, другие имеют фиксированные напряжения и токи.

Стабилизаторы тока

Стабилизаторы тока отличаются от стабилизаторов напряжения тем, что сигнал в цепь обратной связи поступает от датчика тока, включенного в цепь тока нагрузки. В простейшем стабилизаторе тока (токостабилизирующий двухполюсник, рис.4.8) датчиком тока является резистор RЭ, который должен иметь малые уходы в температуре и при старении. Для получения высокой стабильности используют компенсационные схемы стабилизаторов (рис.4.20).

Рисунок 4.20 – Компенсационный стабилизатор тока

Датчиком тока является резистор R2 и на нём стабилизатор поддерживает неизменным напряжение а, следовательно, ток в нагрузке. Сопротивление датчика тока много меньше сопротивления нагрузки. Обычно, падение напряжения на датчике находится в пределах 50…100 мВ при номинальном токе нагрузки, что достаточно для нормальной работы усилителя цепи обратной связи (операционного усилителя). Датчики тока называют шунтами и выпускают на токи от единиц до сотен ампер.

Дата добавления: 2017-09-01 ; просмотров: 2026 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Стабилизатор тока с ttl модуляцией для лазера своими руками
Ссылка на основную публикацию