По мощности стабилизаторы делятся на
маломощные – до 1 Вт; средней мощности - до 250 Вт; мощные - свыше 250 Вт. По точности поддержания параметров стабилизаторы бывают; низкой точности – погрешность до 1%; средней точности – от 1 до 0.01%; точные от 0.01 до 0.005%; высокоточные – погрешность не выше 0,005%. Основные параметры стабилизаторов. Uвых - номинальное напряжение стабилизации, которое поддерживает стабилизатор. Iн – ток нагрузки. Ток, при котором поддерживается заданная точность стабилизации напряжения. КПД стабилизатора – коэффициент полезного действия: Коэффициент нестабильности по напряжению: Коэффициент нестабильности по току: Коэффициент сглаживания пульсаций – отношение амплитудного значения пульсаций на входе к амплитудному значению пульсаций на выходе;
7.9. КОМПЕНСАЦИОННЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ Принцип работы компенсационного стабилизатора основан на использовании энергии источника питания для компенсации избыточного или недостающего напряжения нагрузки путем открытия или закрытия мощного транзистора, являющегося регулятором тока нагрузки. В зависимости от того, как включен мощный транзистор относительно нагрузки (последовательно или параллельно), стабилизатор называют последовательным или параллельным (рис. 7.17, а и б). На рис. 7.18 представлены два простейших последовательных Аналогичные процессы происходят в схеме рис. 7.18, б, с той лишь разницей, что запирающим потенциалом транзистора является положительный потенциал базы транзистора VT2. Компенсационные стабилизаторы имеют лучшие технические характеристик, нежели параметрические. Для повышения качества стабилизаторов напряжения применяют операционные усилители (рис. 7.19, а). Выходное напряжение стабилизатора распределяется на делителе напряжения R1 и R2. На инвертирующий вход ОУ подано напряжение с резистора R2. Соотношение сопротивлений R1 и R2 влияет на выходное напряжение стабилизатора. К неинвертирующему входу стабилизатора подано опорное напряжение. При изменении входного напряжения изменяется и напряжение на выходе стабилизатора. На дифференциальном входе ОУ появляется сигнал рассогласования усиливается и подается на базу VT1, который призакрывается и выходное напряжение уменьшается до номинального. Выходное напряжения стабилизатора находится по формуле:
7.10. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ Широкое распространение получили интегральные стабилизаторы напряжения и тока. Источники питания на их основе отличаются малым числом дополнительных деталей, невысокой стоимостью и хорошими техническими характеристиками. Появилась возможность снабдить каждую плату сложного устройства собственными стабилизаторами напряжения. Надежность современных интегральных стабилизаторов повысилась за счет введения в них блоков электронной защиты от коротких замыканий и перегрузок. Электронная промышленность выпускает широкий ассортимент микросхем интегральных стабилизаторов серии 142, К142 и КР142. Особенностью их является получение не только фиксированных напряжений, но и возможность получить регулируемые напряжения. Такие стабилизаторы могут работать не только на расчетную (паспортную) нагрузку, но при включении их в качестве регулирующих к более мощным транзисторам выходная мощность стабилизатора может быть значительно увеличена. Рассмотрим несколько схем интегральных стабилизаторов. На рис. 7.20. представлена схема интегрального стабилизатора напряжения, основу которого составляет интегральная микросхема КР142ЕН5. При наличии в выходной цепи стабилизатора конденсатора большой емкости С3 возможен пробой интегральной схемы, так как разрядный ток конденсатора может быть значительным. Для защиты микросхемы применяют диод VD1, от пробоя по току разряда конденсатора С3, а диод VD2 при разряде конденсатора С2, возникший при коротком замыкании на выходе микросхемы. Выходное напряжение стабилизатора находится по формуле: , где Uвых.ст. – паспортное выходное напряжение интегрального стабилизатора; IR2 – ток через резистор R2. Сопротивления резисторов R1и R2 находят по формулам:
и где Iп – ток потерь в микросхеме, который составляет 5-10 мA. Для нормальной работы стабилизатора ток IR2, как минимум, вдвое больше, чем ток Iп. Резистор R2 позволяет регулировать выходное напряжение в широком диапазоне. Для получения мощного стабилизатора напряжения применяют интегральный стабилизатор в качестве регулирующего элемента, а мощный транзистор - как элемент передачи энергии к потребителю (рис. 7.20, б). Транзистор VT1 управляется интегральным стабилизатором. Мощность транзистора определяется мощностью потребителя. Следует учесть, что при значительных токах нагрузки возрастает и ток транзистора, поэтому последний устанавливают на радиаторах. Иногда для увеличения мощности стабилизатора применяют составные транзисторы (рис. 7.21, б). Составные транзисторы собраны по схеме Дарлингтона, и имеют высокий коэффициент усиления. При отсутствии составного транзистора и установке мощных транзисторов VT1 и VT2 создается составной транзистор на их базе. Коэффициент усиления этой пары равен произведению их коэффициентов усиления. Для снижения пульсаций на выходе интегрального стабилизатора в цепь его управления устанавливают операционный усилитель DA1(рис. 7.22.). При росте напряжения на входе стабилизатора увеличивается его выходное напряжение. Растет напряжение на резисторе R1, включенном в цепь отрицательной обратной связи интегрального стабилизатора, что приводит к росту запирающего потенциала на входе 2 интегрального стабилизатора. На базе интегральных стабилизаторов строятся и стабилизаторы тока. Схема такого стабилизатора приведена на рис. 7.23. Слежение за током нагрузки осуществляется по падению напряжения на резисторе R1, который стоит в цепи отрицательной обратной связи стабилизатора, при этом он призакрывает интегральный стабилизатор, регулируя ток нагрузки. Отечественная промышленность производит разнообразные интегральные стабилизаторы, среди которых популярностью пользуются микросхемы, приведенные в таблице 7.2. Особенностью их является незначительные масса, габариты, низкая стоимость и хорошие параметры.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|