3.5. Источник тока на интегральной микросхеме lm117

Источник тока можно построить на микросхеме LM117, как показано на рис.3.9,а. Так какLM117 поддерживает постоянным напряжение, равное 1,25 В, между выходом (out) и управляющим выводом (adj), то пренебрегая током управляющего вывода, ток в нагрузке определяется по формуле

I_н= 1,25 В/R₁.

Если надо получить малые токи нагрузки соизмеримые с током управляющего вывода, то можно использовать повторитель на ОУ, как показано на рис.3.9,б.

В случае неустойчивой работы схемы, параллельно нагрузке можно включить емкость величиной 0,1 мкф.

3.6. Контрольные вопросы

1. Какую функцию выполняет схема выборки – хранения? Приведите временную диаграмму работы схемы. Объясните работу схемы в различных режимах.

2. Нарисуйте схему схема выборки – хранения. Объясните ее работу.

3. Какие величины характеризуют качество работы схема выборки – хранения?

4. Приведите схему точного выпрямителя и объясните ее работу. Приведите временные диаграммы работы схемы.

5. Как можно увеличить выходной ток ОУ. Нарисуйте ОУ с однополярным усилителем мощности. Объясните работу схемы.

6. Нарисуйте схему ОУ с двухполярным усилителем мощности. Объясните ее работу.

7. Какие недостатки имеют источники тока на транзисторах?

8. Нарисуйте схемы источников тока на ОУ с биполярным и полевым транзистором. Объясните работу схем. В каком диапазоне изменяется входное управляющее напряжение и выходной ток?

9. Нарисуйте схемы источников тока на ОУ с заземленной нагрузкой. Объясните работу схем. В каком диапазоне изменяется входное управляющее напряжение и выходной ток?

4. Источники питания

4.1. Структурная схема источника питания

Для работы электронных устройств требуются источники питания постоянного напряжения. Основным источником электрической энергии является электрическая сеть с эффективным напряжением 220 В и частотой 50 Гц (в некоторых странах 60 Гц). Преобразование переменного напряжения электрической сети в постоянные напряжения питания электронных устройств осуществляется с помощью источников вторичного питания (ИВП) [1]. Типовая структурная схема ИВП приведена на рис.4.1. Входное напряжение электрической сети преобразуется трансформатором (обычно понижается), выпрямляется, фильтруется и стабилизируется.

Трансформатор понижает напряжение электрической цепи до необходимого уровня и обеспечивает гальваническую развязку между источником электрической энергии и нагрузкой. Гальваническая развязка необходима для обеспечения требований электрической безопасности.

Для получения постоянного напряжения необходимо разнополярное напряжения с выхода трансформатора преобразовать в однополярное напряжение. Такое преобразование осуществляется выпрямителем. Простейший выпрямитель состоит из диода последовательно включенного с нагрузкой (рис.4.2, а) При поступлении положительной полярности напряжения на анод диод отпирается и через нагрузку протекает ток, определяемый входным напряжением и величиной нагрузки. При поступлении отрицательной полярности напряжения диод закрывается, и ток в нагрузку не поступает. На выходе выпрямителя формируется сигнал, который практически повторяет положительные полуволны входного напряжения. Такие выпрямители называются однополупериодными. Сигнал на выходе существует только в течение одного полупериода входного сигнала. Однополупериодные выпрямители используются для выпрямления сигналов высокой частоты. Для выпрямления напряжений низкой промышленной частоты применяются двухполупериодные выпрямители, в которых ток через нагрузку протекает в течение всего периода входного напряжения. Выходной сигнал представляет собой положительные полуволны входного напряжения в обоих полупериодах. В настоящее время в ИВП применяются двухполупериодные выпрямители, выполненные по мостовой схеме (рис. 4.2, б). Выпрямители, выполненные по мостовой схеме, могут подключаться к сети переменного тока и без трансформатора. Такое включение используется, например, в импульсных источниках питания, когда не требуется гальваническая развязка между электрической сетью и нагрузкой выпрямителя.

Напряжение на выходе выпрямителя однополярное, но имеет большие пульсации. Для снижения уровня пульсаций напряжения используется сглаживающий фильтр. Фильтры могут быть емкостные, индуктивно-емкостные, резистивно-емкостные. Фильтр должен удовлетворять следующим требованиям:

• фильтр должен обеспечивать необходимое сглаживание напряжения;

• потери напряжения на фильтре должны быть минимальными;

• фильтр должен иметь максимальное сопротивление для переменной составляющей тока и минимальное для постоянной.

Фильтр уменьшает только пульсации переменной составляющей выпрямленного напряжения, а величина постоянной составляющей может изменяться при колебаниях напряжения электрической сети, при изменении тока нагрузки. Для получения необходимой величины постоянного напряжения на нагрузке применяют стабилизаторы напряжений.