Читальный зал -->  Полупроводниковая схемотехнология 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 [ 84 ] 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

+ 0-

I

Рис. 16.7. Стабилизация напряжения с помощью регулирующего усилителя.

Выходное напряжение = [1 + (Яг/ЯО] 1/опорн.

нием. Это накладывает ограничение на допустимый диапазон входных и выходных сигналов, которые могут быть только положительными. Для схем источников питания такое ограничение не играет роли, поэтому от использования отрицательного напряжения питания операционного усилителя можно отказаться. Еще одно преимущество подобной схемы состоит в том, что положительное напряжение питания операционного усилителя можно удвоить, не опасаясь превысить его предельно допустимых параметров. Таким образом, стандартные операционные усилители можно использовать в схемах стабилизаторов с выходным напряжением почти до 30 В.

Наличие положительного потенциала для питания операционного усилителя тоже необязательно, если, как показано на рис. 16.7, использовать для этих целей входное нестабилизированное напряжение

Колебания этого напряжения практически не влияют на стабильность выходного напряжения, так как дрейф выходного напряжения, вызываемый изменением напряжения питания, в операционных усилителях крайне мал.

Ограничение выходного тока

Интегральные операционные усилители имеют встроенные схемы ограничения выходного тока, поэтому ток базы транзистора Ti в схеме на рис. 16.7 ограничен величиной /в а,£ = 10-20 мА. По этой причи-

не выходной ток стабилизатора также ограничен величиной /дмак = вмако где В является статическим коэффициентом усиления тока транзистора Ti. Поскольку величина этого коэффициента может иметь значительный разброс и растет с увеличением температуры, такой косвенный способ ограничения выходного тока является нежелательным.

Более удобным является использование в качестве регулирующего ток параметра величины фактического выходного тока стабилизатора. Для этого в схему, изображенную на рис. 16.8, включены резистор Кз и транзистор Тг. Если падение напряжения на Кз превысит величину, равную приближенно 0,6 В, транзистор откроется и предотвратит дальнейшее увеличение базового тока транзистора Tj. Как уже было показано на рис. 15.13, величина выходного тока стабилизатора ограничена уровнем

4макс ~ 0,6 В/Яз.

При этом мощность, рассеиваемая на выходном транзисторе равна

Р., = L

(16.9)

В случае короткого замыкания эта мощность значительно превысит предельно допустимую мощность для транзистора Tj, так как при этом выходное напряжение упадет от номинальной величины до нуля. Чтобы снизить мощность, рассеиваемую в этом случае выходным транзистором.

Рис. 16.8. Модифицированная схема для ограничения выходного тока.

Пределыюе значение шаходного тока /дмакс В/Яэ.

-п п т> vunanun

внакс

Рис. 16.9. Выходная характеристика стабилизатора напряжения с триггерной токовой защитой.

одновременно с уменьшением выходного напряжения можно уменьшать уровень ограничения тока. При таком способе ограничения тока получается падающая выходная характеристика стабилизатора напряжения. Она изображена на рис. 16.9.

В случае значительного увеличения входного напряжения происходит быстрый рост мощности, рассеиваемой на выходном транзисторе. Это обусловлено тем, что соответственно возрастает разность напряжений (U - L/ ), которая входит в выражение для мощности (16.9). Защита выходного транзистора от перегрева в этом случае достигается тем, что уровень офаничения тока / акс делают зависяхщтм от разности напряжений (С/ - l/J. В схеме на рис. 16.8 для этой цели служат резистор Rj и стабилитрон

Если разность напряжений Ug - U остается меньшей, чем напряжение стабилизации и, стабилитрона Dy, через резистор i?5 ток не течет. В этом случае уровень ограничения тока остается равным

0,6 B/Rj. Если же эта разность напряжений превысит величину U то вследствие образования делителя напряжения на резисторах R5, R4 появляется положительное напряжение, приложенное к переходу база-эмиттер транзистора Tj. При этом транзистор будет открываться при соответственно меньших величинах падения напряжения на резисторе

16.3.3. ИНТЕГРАЛЬНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Представленная на рис. 16.8 схема стабилизатора может быть выполнена в виде интегральной схемы. Такие схемы выпускаются промышленностью (например, в серии 7800) на несколько значений стандартных выходных напряжений: от 5 до 24 в, в таком исполнении схема имеет только три внешних вывода: вход, выход и массу. Требования, предъявляемые к регулирующему усилителю, не слишком высоки хотя бы потому, что эмиттерный повторитель, как . было показано в разд. 16.3.1, сам может использоваться как стабилизатор напряжения. Поэтому, как правило, достаточно простейшей схемы дифференциального усилителя, показанной на рис. 16.10. Для получения опорного напряжения могут быть использованы различные способы, описанные далее в разд. 16.4. На рис. 16.10 в качестве источника опорного напряжения символически показан стабилитрон. За счет отрицательной обратной связи, образуемой делителем напряжения Rj, Rj, выходное напря-

Рис. 16.10. Типовая схе-ш интегрального регулятора напряжения, i;.. [!+№/ ,)] t/onopH-

/?7 П/?,

жение стабилизатора установится равным

Конденсатор Q осуществляет необходимую частотную коррекцию схемы. В качестве дополнительной меры. по предотвращению возбуждения следует, как правило, включать на входе и выходе схемы стабилизатора по конденсатору емкостью ~ 0,1 мкФ.

Кроме стабилизаторов с фиксированным выходным напряжением выпускаются также регулируемые стабилизаторы напряжения (серия 78 G). В схемах стабилизаторов этой серии отсутствует делитель напряжения R, R а база транзистора 7 подключена к внешнему выводу. Схема имеет, таким образом, четыре внешних вывода. При помощи подключаемого извне делителя напряжения Rj, можно получить любое желаемое значение выходного напряжения в пределах (/р ; 5 В < 1/д < 1/е. Входное напряжение стабилизатора должно оставаться по крайней мере на 3 В выше выходного, чтобы регулирующий усилитель не выходил из линейной области усиления. Максимально допустимое входное напряжение для этой серии составляет около 40 В.

В стабилизаторах с фиксированным значением выходного напряжения также имеется возможность изменения в некоторых пределах выходного напряжения. Для этого в цепь вывода массы включают, как показано на рис. 16.11, стабилитрон. Это повышает выходное напряжение на величину Uz- Резистор R служит для увеличения тока стабилитрона до приблизительно постоянного значения Д/ = = (1/д - Uzi/R. Такая схема снижает влияние колебаний тока в цепи вывода массы стабилизатора на напряжение стабилизации стабилитрона.

7800

UzLlD

Р+

Рис. 16.11. Повышение выходного напряжения для интегрального стабилизатора напряжения с фиксированным напряжением стабилизации.

Повышение выходного тока стабилизатора

Максимальный выходной ток стандартного интегрального стабилизатора напряжения составляет ~ 1 А. Для его повышения можно включить, как показано на рис. 16.12, дополнительный мощный транзистор. Вместе с внутренним выходным транзистором интегрального стабилизатора он образует разновидность схемы Дарлингтона - комплементарный составной транзистор. Недостаток такого способа увеличения тока стабилизатора состоит в том, что схема ограничения тока и цепь защиты выходного транзистора стабилизатора фактически не используются. Более - целесообразно применять такие стабилизаторы напряжения, которые содержат дополнительный транзистор и у которых модифицированы цепи защиты. К стабилизаторам напряжения такого типа относится, например, серия цА 78Н 00 с током нагрузки до 5 А и стабилизатор типа цА 78Р05 на напряжение 5 В и ток 10 А фирмы Fairchild.

Стабилизация отрицательных напряжений

Вышеописанные стабилизаторы рассматривались только с точки зрения стабилизации положительных напряжений. Однако те же самые схемы можно применять и для стабилизации отрицательных напряжений, если использовать гальванически изолированное от земли входное напряжение. Соответствующая схема показана на рис. 16.13. Очевидно, что такая схема не будет работать, если нестабилизированный источник напряжения, т.е. один из выводов выпрямительного моста, окажется соединенным с землей. В этом случае либо регулирующий транзистор стабилизатора, либо его выходные клеммы будут замкнуты накоротко. .

7800

1 . 1

Рис. 16.12. Повьппение максимального выходного тока.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 [ 84 ] 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.