Контрольные вопросы

1. Приведите примеры интегральных схем стабилизаторов компенсационного типа.

2. Приведите основные характеристики интегральных схем стабилизаторов компенсационного типа.

3. Нарисуйте типовые схемы включения трехвыводных стабилизаторов с фиксированным выходным напряжением.

4. Нарисуйте типовые схемы включения интегральных стабилизаторов с регулируемым выходным напряжением.

5. Как повысить максимальный выходной ток стабилизатора. Приведите схемы.

6. Как можно ограничить выходной ток стабилизатора?

7. Как получить отрицательное выходное напряжение на выходе стабилизатора?

8. Нарисуйте схему стабилизатора для двух симметричных разнополярных напряжений.

Модуль № 2

7. Импульсные стабилизаторы

7.1. Общие положения

Компенсационный непрерывный стабилизатор обладает превосходными характеристиками и широко используется для питания аналоговых и цифровых схем. Но если требуется большой ток, то проходные транзисторы выделяют большую мощность, для ее рассеивания необходимо применять радиаторы. Так как источники питания работают на низких частотах промышленной частоты необходимо использовать громоздкие сетевые трансформаторы, повышаются требования к фильтрам, снижающие пульсации. К.п.д. источников питания с непрерывным компенсационным стабилизатором не превышает 60-70%.

Для построения источников питания с большими выходными токами или малогабаритных преобразователей напряжения используются импульсные стабилизаторы. Основным регулирующим элементом в импульсных стабилизаторах является мощный биполярный либо полевой МОП транзистор, работающий в ключевом режиме. Транзистор рассеивает мощность только тогда, когда он включен. Но во включенном состоянии, когда транзистор полностью включен, на нем падает малое напряжение. Поэтому, даже при больших выходных токах на транзисторе рассеивается малая часть входной мощности. Коэффициент полезного действия таких стабилизаторов может превышать 90%. Регулирующий транзистор переключается с частотой в диапазоне 5 – 100 кГц и более. Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счет изменения времени, в течение которого регулирующий транзистор находится во включенном или в выключенном состоянии. Чем дольше, в течение периода управляющих импульсов, регулирующий транзистор находится во включенном состоянии, тем выше выходное напряжение. Такой способ управления называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). После регулирующего транзистора в такую схему включается сглаживающий LCфильтр. Стабилизаторы, построенные по такому принципу, обычно включаются на выход вторичной обмотки сетевого трансформатора через выпрямитель. Такие стабилизаторы называются вторичными.

В сетевых источниках питания используются трансформаторы. Существенно снизить мощность потерь и габариты трансформатора, можно повысив рабочую частоту трансформатора. Обычно рабочая частота может быть от нескольких килогерц и выше. Обмотки трансформаторов содержат значительно меньшее количество витков и могут быть построены на ферритовых сердечниках. Сетевое напряжение выпрямляется и сглаживается на первичной стороне, а затем с помощью транзисторного ключа преобразуется в высокочастотный импульсный сигнал, который подается на высокочастотный импульсный силовой трансформатор. Для стабилизации выходного напряжения на первичной стороне используется импульсный регулятор с ШИМ. Такие стабилизаторы называются первичными [7].