5.6. Контрольные вопросы

1. Приведите структурную схему и объясните принцип работы стабилизатора компенсационного типа.

2. Приведите принципиальную схему стабилизатора напряжения последовательного типа и объясните его работу.

3. Какое минимальное напряжение должно быть на проходном транзисторе?

4. Объясните, что происходит в схеме при увеличении и уменьшении входного напряжения?

5. Объясните, что происходит в схеме при увеличении и уменьшении выходного напряжения вследствие изменения тока нагрузки?

6. Почему в стабилизаторах используются составные транзисторы?

7. Какие ОУ могут использоваться в стабилизаторах?

8. Как включаются ОУ в схемах стабилизатора?

9. От чего зависит к.п.д. схем стабилизаторов компенсационного типа?

10. Как построить источник опорного напряжения?

11. Каким образом можно изменять величину выходного напряжения стабилизатора?

12. Зачем необходимо ограничивать выходной ток стабилизатора?

6. Схемы стабилизаторов компенсационного типа на интегральных схемах

6.1. Трехвыводные схемы стабилизаторов

Рассмотренные схемы стабилизаторов могут быть выполнены в виде интегральной схемы. Хотя схемы стабилизаторов разных производителей и отличаются, но они имеют одинаковые элементы: источник опорного напряжения, усилитель ошибки, проходной транзистор. Примером такого стабилизатора напряжения может служить схема 723. Параметры схемы следующие:

• входное напряжение от 9,5 В до 40 В;

• выходное напряжение от 2 В до 37 В;

• максимальный выходной ток до 150 мА;

• рассеиваемая мощность 800 мВт.

Для увеличения выходного тока можно использовать внешний проходной транзистор. Более подробно ознакомиться с применением микросхемы можно в литературе [3, 4].

В устройствах, в которых не предъявляются высокие требования к источнику питания, можно использовать трехвыводные стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением или четырехвыводные стабилизаторы с регулируемым выходным напряжением. Такие микросхемы выпускаются многими производителями.

Типичным представителем трехвыводных стабилизаторов с фиксированным выходным напряжением являются микросхемы серии 78хх для положительных напряжений и серии 79хх для отрицательных. Последние два символа в обозначении микросхемы соответствуют величине выходного напряжения. Например микросхема 7805 является стабилизатором напряжения +5 В, а микросхема 7915 – стабилизатором напряжения –15 В. Микросхемы серии 78хх обеспечивают выходной ток до 1 А, снабжены схемами защиты от перегрева и чрезмерного тока нагрузки. Причем с увеличением разности между входным и выходным напряжениям уменьшается величина выходного тока, тем самым обеспечивается защита проходного транзистора. Типовая схема включения микросхемы серии 78хх показана на рис.6.1. Величина емкости С1 должна быть не менее 2,2 мкФ для керамических и оксидных танталовых конденсаторов или 10 мкФ для оксидных алюминиевых конденсаторов. Величина выходной емкости С2 должна быть 1 и 10 мкФ соответственно [5].

Если требуется нестандартное значение стабилизированного выходного напряжения или плавное его регулирование, удобно использовать специализированные регулируемые микросхемные стабилизаторы, поддерживающие напряжение 1,25 В между выходом и управляющим выводом. Типовая схема включения для стабилизаторов с регулирующим элементом в плюсовом проводе показана на рис.6.2. Резисторы R1 и R2 образуют внешний регулируемый делитель напряжения, который входит в цепь установки уровня выходного напряжения U_вых, равного U_вых=1,25(1+R2/R1)+I_упр^.R2, где I_упр=50...100 мкА - собственный потребляемый ток микросхемы. Число 1,25 в этой формуле - это упомянутое выше напряжение между выходом и управляющим выводом, которое поддерживает стабилизатор в рабочем режиме. Обратим внимание на то, что, в отличие от стабилизаторов на фиксированное выходное напряжение, регулируемые стабилизаторы без нагрузки не работают. Минимальное значение выходного тока маломощных регулируемых стабилизаторов равно 2,5...5 мА и 5...10 мА - мощных. В большинстве случаев нагрузкой служит резистивный делитель напряжения R1, R2.

По этой схеме можно включать и стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением. Однако, во-первых, потребляемый ими ток значительно больше (2...4 мА) и, во-вторых, он менее стабилен при изменении выходного тока и входного напряжения. По этим причинам максимально возможного коэффициента стабилизации устройства достичь не удастся.