Типовые схемы компенсационных стабилизаторов напряжения

Имея принципиальные схемы функциональных узлов стабилизатора, можно составить принципиальную схему стабилизатора напряжения в целом.

Типовая схема стабилизатора напряжения с последовательным включением регулирующего элемента приведена на рисунке 2.5. В этой схеме конденсатор СОС предназначен для повышения устойчивой работы компенсационного стабилизатора напряжения за счет уменьшения коэффициента усиления усилителя постоянного тока по переменному напряжению, а конденсатор СН - для улучшения переходных характеристик и повышения степени устойчивости компенсационного стабилизатора напряжения. Резисторы, соединяющие минусовую шину источника питания UП с базами регулирующих составных транзисторов, предназначаются для компенсации обратных токов транзисторов (R3 на рисунке 2.5).

С целью повышения коэффициента стабилизации компенсационного стабилизатора напряжения часто применяют вместо ЕДОП токостабилизирующий двухполюсник (ТСД), выполненный на транзисторе VT1, резисторах R1, R2 и стабилитроне VD1 (рисунок 2.5). Иногда в стабилизаторах вместо VD1 включают один или два диода в прямом направлении. Применение ТСД вместо ЕДОП приводит к небольшому

увеличению минимально допустимого входного напряжения на компенсационный стабилизатор напряжения.

Для повышения качества выходного напряжения в усилителях постоянного тока стабилизатора применяются операционные усилители, которые обладают большим коэффициентом усиления и малым температурным уходом. Питание операционного усилителя может осуществляться непосредственно от выходного напряжения стабилизатора.

Рисунок 2.5 - Типова схема стабилизатора постоянного напряжения с последовательным включением регулирующего транзистора

Основными показателями качества выходного напряжения компенсационного стабилизатора напряжения являются коэффициент стабилизации KСТ по изменению напряжения питания UП, внутреннее сопротивление rн нестабильности от изменения напряжения дополнительного источника ∆UП.ДОП. и температуры ∆UН.Т. Величины KСТ и rН для стабилизаторов, представленных на рисунке 2.5, равны

, (2.17)

, (2.18)

где rН.Т =0;

h11э, riT, µТ - входное и внутреннее сопротивление, а также коэффициент усиления по напряжению составного транзистора;0, rТ.Д, riУ - внутреннее сопротивление источника питания UП, токостабилизирующего двухполюсника (ТСД) и транзистора УПТ;Н - коэффициент передачи цепи обратной связи, равный произведению коэффициентов передачи УПТ и делителя выходного напряжения.

Нестабильность выходного напряжения компенсационного стабилизатора напряжения при изменениях напряжения дополнительного источника, питающего коллекторную цепь транзистора, равна

. (2.19)

Величина температурной нестабильности ∆Uh.t определяется в основном температурным уходом напряжения эмиттер-база транзистора первого каскада УПТ, источника опорного напряжения и делителя выходного напряжения. Для получения минимального значения ∆Uh.t необходимо:

в делитель выходного напряжения применять термостабильные резисторы (ПТМН, С5-22, C2-3I);

первый каскад УПТ выполнять на дифференциальном усилителе с использованием двух транзисторов, выполненных на одном кристалле (KIHT591) или операционном усилителе;

применять термокомпенсированные стабилитроны типа Д818E, КС 196Г. Обеспечить малое значение ∆Uh.t можно также применением термочувствительных резисторов в делителе выходного напряжения или р-п переходов. Недостатком данного метода является то, что требуется многократная регулировкам иногда и подбор элементов, что значительно увеличивает трудоемкость регулировки стабилизаторов и поэтому такой метод термокомпенсации применяется редко.

В результате исследования существующих схемотехнических решений для построения источников питания, выбрана структурная схема, которая приведена на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 - Структурная схема непрерывного последовательного стабилизатора напряжения

Перечень элементов структурной схемы:

- РЭ - регулирующий элемент;

Лучшие статьи по информатике

Разработка сети передачи данных Нуринского РУТ Карагандинской области на основе создания цифровых РРЛ
Оцифрованные магистрали, на базе которых строятся современные сети передачи информации, должны быть стандарта SDH (Synchronous Digital Hierarchy -это синхро ...

Разработка системы автоматизации теплового пункта
Задача повышения энергоэффективности имеет особый характер, т.к. поставлена на высшем политическом уровне и касается всей экономики РФ. Основополагающими до ...

Проектирование микроконтроллера
Развитие микроэлектроники и широкое применение ее изделий в промышленном производстве, в устройствах и системах управления самыми разнообразными объектами и ...