книги / Транзисторные стабилизаторы напряжения
..pdfПродолжение табл. 1
транзистора |
|
|
|
|
|
|
|
|
ДТ808А |
КТ7809А |
ГТ804А |
ГТ804Б |
ГТ804В |
ГТ806А |
ГТ806Б |
ГТ806В |
ГТ806Г |
— |
— |
5/100 |
4/140 |
3,5/190 |
_ |
— |
— |
— |
50/4 |
50/4 |
3/0,5 |
3/0,5 |
3/0,5 |
10/0,5 |
10/0,5 |
10/0,5 |
10/0,5 |
3 |
5 |
10 |
10 |
10 |
|
|
|
|
6 |
2 |
5 |
5 |
5 |
— |
— |
— |
— |
10—50 |
15—100 20—50 |
20—50 |
20—50 |
10—100 10—00 |
10—100 |
10—100 |
||
7 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
— |
— |
100 |
140 |
190 |
— |
— |
. — |
— |
120 |
140 |
100 |
140 |
190 |
75 |
100 |
120 |
50 |
4 |
4 |
2 |
2 |
2 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
10 |
3 |
10 |
10 |
10 |
15 |
15 |
15 |
15 |
4 |
1,5 |
2 |
2 |
2 |
2 |
— |
— |
— |
5 |
— |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
— |
— |
— |
— |
50 |
40 |
15 |
15 |
;15 |
30 |
. 30 |
30 |
30 |
+150 |
+140 |
+65 |
1+65 |
+65 |
+65 |
+65 |
+65 |
+65 |
—60 |
—60 |
—25 |
—25 |
*-25 . |
—25 |
—25 |
—25 |
—25 |
2,5 |
2,5 |
9 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
5 |
— |
— |
40 |
40 |
40 |
— |
— |
— |
' — |
ний |
р-П'р, германий |
ров (на рис. 8,в эти транзисторы нумеруются справа налево). По этому при одинаковых сопротивлениях резисторов падения напряже ния на них получаются разными, и, следовательно, напряжение между транзисторами распределяется неравномерно. Устранить та кую неравномерность можно соответствующим выбором сопротивле
ний резисторов делителя напряжения RI >IR2 > ... |
>Rn. |
|
|
|
|||||||
' Последовательно |
можно соединять |
и |
составные транзисторы. |
||||||||
|
|
При этом влияние их базовых токов |
|||||||||
|
|
на |
распределение |
напряжения |
меж |
||||||
|
|
ду транзисторами уменьшается. |
|
||||||||
|
|
|
Одним из эффективных |
способов |
|||||||
|
|
повышения |
надежности работь! |
ста |
|||||||
|
|
билизаторов |
напряжения |
и |
увеличе |
||||||
|
|
ния их выходной мощности является |
|||||||||
|
|
уменьшение мощности, выделяемой на |
|||||||||
|
|
регулирующем |
транзисторе. В случае |
||||||||
|
|
последовательного |
включения |
регу |
|||||||
|
|
лирующего |
транзистора |
и |
нагрузки |
||||||
|
|
стабилизатора |
уменьшение |
мощно |
|||||||
|
|
сти, |
выделяющейся |
в |
регулирующем |
||||||
|
|
транзисторе, |
|
достигается |
|
за |
счет |
||||
|
|
включения |
параллельно и |
последова |
|||||||
Рис. 9. Распределение |
на |
тельно с ним вспомогательных рези |
|||||||||
сторов. При этом выделяющаяся мощ |
|||||||||||
пряжений в составном тран |
ность распределяется |
между допол |
|||||||||
зисторе. |
|
нительным |
резистором |
и |
регулирую |
||||||
|
|
щим транзистором. Последовательное |
включение дополнительного резистора наиболее целесообразно в слу чае мощного составного транзистора (рис. 9).
Особенностью такого составного транзистора является относи тельно большое падение напряжения на мощном транзисторе, намно- го превышающее его паспортное напряжение насыщения ^кэмин- Мощный транзистор 7*, не может быть введен в режим насыщения по следующим соображениям. Для того чтобы через базу транзистора 7*! протекал ток, необходимо, чтобы /Э2 = / ш . Но для того чтобы эмиттерныи ток транзистора Т2 132 имел необходимое направление,
напряжение коллектора транзистора Т2 должно быть отрицательным относительно его эмиттера. Это напряжение Т/КЭ2 в составном тран зисторе равно напряжению t/KB1 транзистора Тг. Когда ток /Э2= / ш достигает значения, при котором Тг входит в режим насыщения, на пряжение £/кш и равное ему напряжение UK32 приближаются к нулю
и транзистор Тг начинает закрываться. Это приводит к уменьшению токов коллектора и эмиттера Г2, а следовательно, и тока базы Тх. Получающаяся в итоге отрицательная обратная связь исключает возможность насыщения транзистора 7V
Таким образом, без принятия особых мер падение напряжения на мощном регулирующем транзисторе Тх будет равно
^КЭ1 — и къ2 + и вЭ2 + ^БЭ1 = ^КЭ1мин +
что значительно больше падения напряжения на транзисторе в ое' жиме насыщения. v
22
Практически Шр$ составляет единицы вольт при тройном состав
ном транзисторе. В то же время для обеспечения режима стабили зации в наихудших случаях сочетания входного и выходного на пряжений (соответственно минимальное и максимальное значения) падение напряжения на мощном транзисторе составного регулирую щего транзистора должно лишь незначительно превышать падение напряжения на нем в режиме насыщения. Следовательно, в состав ном регулирующем транзисторе, приведенном на рис. 9, при токах нагрузки порядка нескольких ампер за счет напряжения ДС/рэ
выделяется дополнительная мощность порядка десяти ватт. Снижения величины Л£/РЭ можно достигнуть, включив в кол
лекторную цепь мощного транзистора дополнительный резистор R (см. рис. 8,о). Его сопротивление может быть определено по фор муле
R (Uвх.мин — ^н.макс — ^КЭ мииН^н.макс>
где i/^эцнн— падение напряжения на мощном транзисторе в режиме его насыщения при токе коллектора, равном / н.макс-
Недостатком включения дополнительного резистора в коллектор ную цепь транзистора является некоторое увеличение внутреннего сопротивления источника питания.
Шунтирование регулирующего транзистора постоянным резисто ром Rm (см. рис. 7,6) позволяет облегчить его тепловой режим. Однако этот метод пригоден в тех случаях, когда нагрузка постоян на или возможен частичный (но не полный) сброс ее, т. е. / в.м и н <
< / я < / н.макс. Сопротивление |
дополнительного резистора выбирает |
|
ся таким, чтобы ток шунта |
составлял 0,6—0,8 от минимального |
|
тока нагрузки, т. е. |
|
|
Ап — ^КЭ макс/^ш = |
-S* 0,8) /н.мин» |
Шунтирование регулирующего транзистора обеспечивает сниже ние мощности, выделяющейся на нем, до величины
Р К — ^кэ (4 — ^кэ/^ш)•
Недостаток шунтирования регулирующего транзистора — сниже ние коэффициента стабилизации схемы.
В нерегулируемых стабилизаторах напряжения параллельного типа регулирующий элемент питается постоянным выходным напря жением. Дополнительный резистор R в коллекторной цепи регули рующего транзистора (см. рис. 7,в) позволяет существенно снизить выделяющуюся на нем мощность. Назначение резистора R в этом случае аналогично назначению шунта в схеме по рис. 7,6 и заклю чается в ограничении тока, протекающего через регулирующий тран зистор. Однако в данном случае эффективность использования по следовательно включенного дополнительного резистора не ухудша ется при изменении тока нагрузки (или даже полном его сбросе), но ухудшается при значительном изменении выходного напряжения. Это может выражаться в ограничении допустимого диапазона тока нагрузки при уменьшении выходного напряжения.
При постоянном выходном напряжении оптимальное сопротив ление дополнительного резистора R ^ R B и максимальная мощность, выделяющаяся на регулирующем транзисторе, Рк макс = £/н/и/4.
23
ис т о ч н и к и ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЙ
Кисточнику опорного напряжения предъявляются весьма жест кие требования, так как любое абсолютное изменение его напряже ния приводит к такому же изменению выходного напряжения стаби лизатора. В качестве источника опорного напряжения в компенса ционных стабилизаторах напряжения обычно применяются параме трические стабилизаторы на кремниевых стабилитронах.
Впараметрических стабилизаторах напряжения для стабилиза
ции используется нелинейная вольт-амперная характеристика по лупроводниковых элементов. Схема простейшего параметрического стабилизатора приведена на рис. 10. Такой стабилизатор представ ляет собой делитель напряжения, состоящий из балластного рези-
%
Рис. 10. Параметрический |
|
стабилизатор напряжения. |
Рис. 11. Вольт-амперная |
|
характеристика стабили |
|
трона. |
стора Re и нелинейного сопротивления, в качестве которого обычно
используется |
кремниевый стабилитрон. Вход делителя подключен |
к источнику |
входного напряжения [/„*, выход — к нагрузке Ra, |
на которой необходимо иметь стабилизированное напряжение С/н- Вольт-амперная характеристика стабилитрона приведена на рис. 11. Стабилитроны могут проводить ток в обоих направлениях — прямом и обратном. При приложении напряжения прямой поляр ности стабилитроны ведут себя подобно обычным кремниевым дио дам с несколько более крутой вольт-амперной характеристикой. Обычно эта ветвь характеристики является нерабочей, однако в ря де случаев такой режим работы стабилитрона может быть исполь зован (например, в целях температурной компенсации опорного на
пряжения).
Обратная ветвь вольт-амперной характеристики кремниевого ста билитрона может быть условно разбита на три области: малой проводимости, предпробойную и область пробоя (высокой прово димости). Параметры и свойства стабилитрона в области малойпроводимости идентичны характеристикам обычного кремниевого диода. Наличие предпробойной области на вольт-амперной харак теристике связано с развитием пробоя в р-п переходе. Участок обратной ветви вольт-амперной характеристики с высокой проводи мостью является основным рабочим участком кремниевого стаби литрона.
Обычно ветвь обратного тока • (рабочую ветвь) характеристики стабилитрона изображают при ином расположении координатных
94
осей (рис. 12). При этом рабочий участок характеристики получает ся пологим. Для этого участка характерна практическая независи мость напряжения на кремниевом стабилитроне Ucт от тока / ст, протекающего через него. Напряжение Ucт называется напряжением стабилизации.
Другим важным параметром стабилитрона при работе его в области устойчивого пробоя является дифференциальное сопротив ление Га- Оно определяет наклон вольт-амперной характеристики стабилитрона в этой области
Гс т :—-A U a /А /с т ,
где At/ст — изменение напряжения стабилизации при изменении то ка, протекающего через стабилитрон, на величину А/Ст (рис. 12).
Рис. 12. Рабочая ветвь |
Рис. |
13. Зависимость |
диф |
вольт-амперной характе |
ференциального сопротивле |
||
ристики стабилитрона. |
ния |
стабилитрона от |
Ucт |
И Iот-
Дифференциальное сопротивление в области пробоя у кремние вых стабилитронов зависит от напряжения пробоя и от тока стаби лизации (рис. 13). Для одного и того же стабилитрона дифферен циальное сопротивление с ростом тока стабилизации уменьшается.
Интерес представляют температурные характеристики стабили тронов. Использование кремниевого стабилитрона в источниках опорного напряжения и в стабилизаторах напряжения требует зна
ния |
температурного |
изменения |
(дрейфа) напряжения стабилизации |
Uст. |
Известно, что |
кремниевые |
стабилитроны с Ucт > 6 В имеют |
положительный |
температурный коэффициент напряжения (ТКН), |
стабилитроны с |
U a < 5 В — отрицательный ТКН, у стабилитронов |
с 5 В < £ /с т< 6 |
В ТКН при определенных токах приближается к ну |
лю. Поэтому для получения опорных напряжений с хорошей темпе ратурной стабильностью желательно использовать низковольтные стабилитроны.
Принцип стабилизации напряжения, основанный на нелинейных свойствах кремниевых стабилитронов, рассмотрим на примере про стейшего стабилизатора (см. рис. 10). Для этого построим вольт-
25
амперные характеристики стабилитрона (кривая 1 на рис. 14) и нагрузки, считая ее линейным резистором (прямая 2 на рис. 14). Так как нагрузка и стабилитрон включены параллельно, то для по строения суммарной характеристики необходимо для каждого про извольно выбранного значения напряжения сложить соответствую щие ему значения токов /н и / стРезультирующая кривая 3 пред ставляет собой зависимость ^н = /(/н+/ет) .
Рис. 14. Работа параметрического стабилизатора при изменении входного напряжения.
Построение вольт-амперной характеристики балластного рези стора Яб проведем с учетом того, что ток, протекающий через ре
зистор, |
равен сумме |
токов / н+ /с т » а |
суммарное |
падение |
напряже |
ния на |
резисторе Яб |
и нагрузке Яв |
равно входному напряжению. |
||
В связи , с этим характеристику резистора Яб (5 |
на рис. |
14) необ |
ходимо строить из точки, соответствующей на оси ординат вход
ному |
напряжению UBX. Точка |
А пересечения |
этой |
характеристики |
|||||
|
|
с суммарной характеристикой 3 опре |
|||||||
|
1-н +1щ |
деляет |
установившийся |
режим |
для |
||||
|
данного входного напряжения. |
|
|
||||||
|
|
напря |
|||||||
|
|
При |
изменении |
входного |
|||||
|
|
жения |
характеристика |
резистора Яб |
|||||
|
|
перемещается |
параллельно |
самой |
|||||
|
|
себе. Поэтому, как видно из рис. 14, |
|||||||
|
|
при изменении |
входного напряжения |
||||||
|
|
от Uвх.мин до ^вх.макс точка А бу |
|||||||
|
|
дет перемещаться вдоль кривой 3 от |
|||||||
|
|
точки С до точки В. При этом изме |
|||||||
|
|
нение |
выходного напряжения |
стаби |
|||||
|
|
лизатора |
значительно меньше |
изме |
|||||
|
|
нения |
входного |
напряжения. |
наклон |
||||
Рис. |
15. Эквивалентная схе |
Очевидно, |
чем |
меньше |
|||||
вольт-амперной |
характеристики |
ста |
|||||||
ма параметрического стаби |
билитрона, тем меньше изменение вы |
||||||||
лизатора напряжения. |
ходного напряжения на нагрузке при |
26
воздействии дестабилизирующих факторов. Иными словами, диффе ренциальное сопротивление стабилитрона гст определяет стабилизи рующие свойства простейшего параметрического стабилизатора.
Для определения основных характеристик параметрического стабилизатора составим эквивалентную схему (рис. 15). Стабили трон в ней представим источником э. д. с., равной Uст, и внутрен ним сопротивлением, равным дифференциальному сопротивлению стабилитрона гстДля определения коэффициента стабилизации со ставим уравнение, описывающее связь между изменениями входного и выходного напряжений: Д1/вх= (А /Ст + А / н)/?б+А С /н, г д £ Д/Ст=
= Д£/н/Гст> AIB — AUn/R B.
Коэффициент стабилизации определится как
„ |
' |
RQ t RQ \ Un |
Лст ~ д а д * |
[l + |
Ra + r CT J uBX• |
Так как дифференциальное сопротивление стабилитрона мало и справедливо соотношение /?б/тст> I+ R O/RB, то коэффициент ста билизации можно с достаточной точностью определить по формуле
* сг^ г сти вх ‘
Для определения выходного сопротивления стабилизатора соста вим уравнение, отражающее связь между изменением тока нагрузки и напряжением на ней при неизменном входном напряжении. Изме нение тока нагрузки на А/н вызывает соответствующее изменение тока стабилитрона на Д/Ст, причем так как входное напряжение остается неизменным, то согласно эквивалентной схеме изменение
' напряжения на нагрузке определяется изменением падения напря
жения |
на |
балластном |
резисторе |
AUB= ( A I n—Д/Ст)#б. Подставив |
вместо |
Д /с т |
его значение AUBfrCi |
и разделив обе части равенства |
|
на Д/н, после промежуточных преобразований получим: |
||||
|
|
р |
_AUH |
гст/?б |
|
|
|
4/и |
гс1 + Яб = г" - |
Таким образом, дифференциальное сопротивление стабилитрона определяет основные стабилизирующие свойства параметрического стабилизатора напряжения.
Коэффициент полезного действия параметрического стабилиза тора определяется по формуле
„ _________
^вх(/вх+/ст) •
Температурный коэффициент напряжения (ТКН) простейших параметрических стабилизаторов определяется ТКН используемого стабилитрона. Наиболее распространенные в радиолюбительской практике стабилитроны (с Uст>-6 В) имеют обычно положительный ТКН, т. е. при повышении температуры напряжение стабилизации увеличивается, а при понижении — уменьшается. Однако эти изме нения относительно невелики (0,5—1% на 10°С).
Источники опорного напряжения в виде параметрических стаби
лизаторов на кремниевых |
стабилитронах |
могут |
быть выполнены |
при выходных напряжениях |
от нескольких |
вольт |
до нескольких со- |
27
^СТ
Тип ста билитрона
в
при /ст, мА
рмакс
и
о
мВт
я
ё
гст
Ом мА/ст, при
|
|
|
Т а блиЦа 2 |
ипр |
/ст>м+ |
||
при Гс = |
|||
|
|
=25°С |
|
|
|
|
ТКН, 10* |
|
|
|
%/°с |
|
< |
|
(МВ/°С) |
в |
5 |
|
|
о, |
|
|
|
|
я |
|
|
|
*-* |
S |
макс |
|
6 |
||
|
я |
|
|
2С107А |
0,63—0,77 |
10 |
— |
— |
12 |
10 |
_ |
— |
1 |
100 |
(2) |
2С113А |
,1,17—1,43 |
10 |
10 |
1 |
100 |
(-3 ) |
|||||
2С119А |
1,7—2,1 |
10 |
— |
— |
15 10 — —. — — |
(—4') |
|||||
КС133А |
3—3,7 |
10 |
300 |
50 |
65 |
10 |
1 |
50 |
1 |
100 |
( - 5 , - 6 |
КС139А |
3,5—4,3 |
10 |
300 |
50 |
60 |
10 |
1 |
50 |
3 |
70 |
—10,0 |
КС147А |
4 ,1 -5 ,2 |
10 |
300 |
50 |
56 |
10 |
1 |
50 |
3 |
58 |
—9, -f-1 |
КС156А |
5,1—6,1 |
10 |
300 |
50 |
46 |
10 |
1 |
50 |
3 |
55 |
- 5 , + 5 |
КС162А |
5,8^—6,6 |
10 |
150 |
50 |
35 |
10 |
_ |
— |
3 |
22 |
—6 |
КС168В |
6,3—7,1 |
10 |
150 |
50 |
28 |
10 |
— |
— |
3 |
20 |
+ 5 |
КС170А |
6,65—7,85 |
ю |
150 |
50 |
20 |
10 |
— |
— |
3 |
20 |
+ 1 |
Д808 |
7—8,5 |
5 |
280 |
50 |
6 |
5 |
1 |
50 |
3 |
33 |
+ 7 |
Д809 |
8—9,5 |
5 |
280 |
50 |
10 |
5 |
1 |
50 |
3 |
29 |
+ 8 |
Д810 |
9 -10,5 |
5 |
280 |
50 |
12 |
5 |
1 |
50 |
3 |
26 |
+ 9 |
Д8И |
10—12 |
5 |
280 |
50 |
15 |
5 |
1 |
50 |
3 |
23 |
+ 9,5 |
Д813 |
11,5—14 |
5 |
280 |
50 |
18 |
5 |
1 |
50 |
3 |
20 |
+ 9,5 |
Д814А |
7—8,5 |
5 |
340 |
20 |
6 |
5 |
1 |
50 |
3 |
40 |
+ 7 |
Д814Б |
8—9,5 |
5 |
340 |
20 |
10 |
5 |
1 |
50 |
3 |
36 |
+ 8 |
Д814В |
9—10,5 |
5 |
340 |
20 |
12 |
5 |
1 |
50 |
3 |
32 |
+ 9 |
Д814Г |
10—12 |
5 |
340 |
20 |
15 |
5 |
1 |
50 |
3 |
29 |
+ 9,5 |
Д814Д |
11,5—14 |
5 |
340 |
20 |
18 |
5 |
1 |
50 |
3 |
24 |
+ 9,5 |
Д818А |
9—11,25 |
10 |
300 |
50 |
25 |
10 |
— |
— |
33 |
33 |
+ 2,3 |
Д818Б |
6,75—9 |
10 |
300 |
50 |
25 |
10 |
_ |
_ |
3 |
33 |
—2,3 |
Д818В |
7,2—10,8 |
10 |
300 |
50 |
25 |
10 |
_ |
_ |
3 |
33 |
+ 1,1 |
Д818Г |
7,65—10,35 |
10 |
300 |
50 |
25 |
10 |
_ |
— |
3 |
33 |
+ 0,6 |
Д818Д |
8,55—9,45 |
10 |
300 |
50 |
25 |
10 |
_ |
_ |
3 |
33 |
± 0,2 |
Д818Е |
8,55—9,45 |
10 |
300 |
50 |
25 |
10 |
_ |
— |
3 |
33 |
+0,1 |
2С213Ж |
12,3—13,7 |
4 |
125 |
35 |
40 |
4 |
_ |
_ |
— |
— |
+9,5 |
2С215Ж |
14,2—15,8 |
2 |
125 |
35 |
70 |
2 |
_ |
— |
— |
— |
+ 10 |
2С216Ж |
15,1—16,9 |
2 |
125 |
35 |
70 |
2 |
_ |
— |
— |
— |
+ 10 |
2С218Ж |
17—18 |
2 |
125 |
35 |
70 |
2 |
— |
_ |
— |
— |
+10 |
2С220Ж |
19—20 |
2 |
125 |
35 |
70 |
2 |
_ |
— |
— |
— |
+ 10 |
2С222Ж |
20,9—23,1 |
2 |
125 |
35 |
70 |
2 |
__/ |
— |
+ 10 |
||
2С224Ж |
22,8—25,2- |
2 |
125 |
35 |
70 |
2 |
— |
— |
— |
— |
+ 10 |
2С291А |
86—96 " |
1 |
250 |
35 |
700 |
1 — |
— |
— |
— |
+ 10 |
П:р имечание. Обозначеше параметров стабилитронов: UCT—напряжение ста билизации; С/пр—прямое напряжение стабилитрона; ^ст.макс>^ст минсоответственно максимально и минимально допустимые токи стабилизации; /■ ’—дифференциальное сопротивление стабилитрона; ^макс—максимально допустимая рассеиваемая мощность стабилитрона.
28
тен вольт. Однако получить любое желаемое опорное напряжение U0 в этом случае не удается. Его приходится выбирать в пределах напряжений стабилизации стабилитронов, выпускаемых промышлен
ностью.
В табл. 2 приведены основные характеристики стабилитронов и стабисторов, которые могут использоваться в источниках опорно
го напряжения.
Стабисторы — это диоды, которые в режиме стабилизации на пряжения работают на прямой ветви (в отличие от стабилитронов) вольт-амперной характеристики. Напряжение стабилизации UCi ста бисторов обыщю лежит в пределах от долей до единиц вольт.
Большинство стабилитронов требует применения специальных мер по компенсации их ТКН специальными элементами. Однако в настоящее время выпускаются и термокомпенсированные стабили троны (например, типа К.С211). При необходимости получения боль шого опорного напряжения кремниевые стабилитроны гножно со единить последовательно, в этом случае напряжение стабилизации будет равно сумме напряжений последовательно соединенных ста билитронов. Следует иметь в виду, что дифференциальное сопро тивление такого источника опорного напряжения равно сумме гст отдельных стабилитронов. С увеличением сопротивления балластно го резистора Re коэффициент стабилизации простейших параме трических стабилизаторов увеличивается, но при этом приходится повышать напряжение источника питания UBX- В этом случае к. п. д. стабилизатора становится очень низким. Поэтому на прак тике отношение UBX/U 0 не выбирают больше 3—5, при этом можно получить коэффициент стабилизации порядка 10—50. Большие ко эффициенты стабилизации можно получить, последовательно соеди няя несколько подобных стабилизаторов. При этом входное напря жение Uвх каждого последующего стабилизатора принимают равным выходному напряжению предыдущего стабилизатора. Общий коэф фициент стабилизации при таком соединении равен произведению коэффициентов стабилизации отдельных стабилизаторов.
СХЕМЫ СРАВНЕНИЯ
Назначение схемы сравнения — определить отклонение выход ного напряжения от установленного номинала и передать это откло нение на вход усилителя по цепи обратной связи. Схема сравнения обычно содержит источник опорного напряжения, измерительный элемент и элемент сравнения.
В современных стабилизаторах напряжения наибольшее приме нение получили схемы сравнения, совмещенные с усилителем посто янного тока (усилителем сигнала рассогласования или его входным каскадом) и источником опорного напряжения. В качестве источни ка опорного напряжения применяются обычно параметрические ста билизаторы напряжения на кремниевых стабилитронах. Типовые схемы сравнения выполняют обычно на одном или двух транзисто рах и различаются в основном вариантами включения стабили тронов.
Рассмотрим основные варианты включения стабилитронов в схе мах сравнения. В зависимости от требуемого соотношения между опорным и выходным напряжением можно выделить три наиболее характерных случая: UB> U 0, UB = U0, US<_U0.
29
Если требуемое напряжение йа нагрузке Ua>U0, применяются схемы сравнения с делителем выходного напряжения. Существует несколько вариантов таких схем. В схеме на рис. 16,а источник опорного напряжения U0 ^стабилитрон Д ) включен в базовую цепь
усилительного транзистора |
Г2, а в схеме |
на рис. 16,6 — в эмиттер- |
ную цепь транзистора Гг. |
Недостатком |
включения стабилитрона |
в цепь базы является необходимость в дополнительном источнике питания. Поскольку изменение базового тока транзистора Г2 в про-
Рис. 16. Схемы сравнения для и л > и 0-
цессе стабилизации значительно меньше соответствующих изменений эмиттерного тока, опорное напряжение в первой схеме будет гораз до стабильнее. Выходное и опорное напряжения в данных схемах связаны соотношением
и н = (U0 + UЭБ2У п »
где п — коэффициент передачи делителя Rx—Ra, n = i? 2/(/?i+ # 2). Изменяя коэффициент п (например, с помощью потенциометра,
включенного вместо Ri и /?2), можно регулировать выходное на пряжение. Однако при этом делитель в 1/я раз ослабляет напряже ние рассогласования, подаваемое на вход транзистора Г2. Это не выгодно из-за ухудшения точности стабилизации выходного напря жения стабилизатора при воздействии дестабилизирующих факторов.
Для увеличения динамического значения коэффициента я без изменения его статической величины (а она определяет напряжение Uн) необходимо уменьшить сопротивление «верхнего» плеча делите ля по переменному току или увеличивать R2. Тогда напряжение рас согласования будет передаваться на вход усилителя постоянного тока с минимальным ослаблением. Простейшим способом увеличения динамического значения коэффициента п является шунтирование резистора Ri конденсатором большой емкости (пунктир на рис. 16,а).
30