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

Основы разработки карманного осциллографа
Осциллограф - прибор, предназначенный для исследования электрических сигналов во временном области путём визуального наблюдения графика сигнала на экран ...

Проектирование автоматизированного реабилитационного устройства, предназначенного для реабилитации кистевого сустава человека
В современном мире нас повсюду окружают новейшие достижения техники. Невозможно представить ни одну из сфер деятельности человека без использования мехатрон ...

Рынок систем атмосферных оптических линий связи
Современные средства связи и управления в основном работают в радиодиапазоне, но важную роль начинают играть информационные каналы работающие в других диапа ...