Компенсационный стабилизатор напряжения
Опубликовано: 03.12.2017
Компенсационный стабилизатор является системой автоматического регулирования стабилизирующего типа. На рисунке 7.16а приведена функциональная схема с непрерывным регулированием.
Стабилизатор состоит из регулирующего элемента (РЭ), элемента сравнения (ЭС), усилителя постоянного тока (УПТ), источника опорного напряжения (на схеме не показан). Работа стабилитрона основана на изменении сопротивления регулирующего элемента в зависимости от отклонения выходного напряжения от заданного. При увеличении (уменьшении) выходного напряжения от заданного значения элемент сравнения совместно с УПТ воздействует на РЭ таким образом, что его сопротивление увеличивается (уменьшается). Это ведет к возврату выходного напряжения к заданной величине за счет увеличения (уменьшения) падения напряжения на РЭ. Компенсационный стабилизатор является системой регулирования с отрицательной обратной связью.
20.6 Компенсационные стабилизаторы.
а б
в г
а – функциональная схема; б – упрощенная принципиальная схема;
в – схема стабилизатора в интегральном исполнении (МС-К142ЕН1(ЕН2)); г – подключение МС К142ЕН1 (ЕН2)Рисунок 7.16 – Компенсационный стабилизатор напряжения
На рисунке 7.16б приведена упрощенная принципиальная схема компенсационного стабилизатора. Регулирующий элемент выполнен на транзисторе VT. Транзистор работает в активном режиме. Источник опорного напряжения представляет собой параметрический стабилизатор на R1, VD. Сигнал выхода с этого стабилизатора подается на неинвертирующий вход ОУ (DA). На инвертирующий вход DA с делителя R2, R3 подается сигнал, пропорциональный выходному напряжению (U'вых). С выхода DA сигнал, пропорциональный (U0n - U'вых), подается на базу регулирующего транзистора. При увеличении Uвых (за счет повышения Uвх или сброса нагрузки) U'вых также повышается, что вызывает уменьшение напряжения на базе VT. Уменьшение базового напряжения вызывает повышение падения напряжения на VT (Uрэ), что возвращает Uвых к заданному значению. При уменьшении выходного напряжения происходит увеличение базового напряжения регулирующего элемента, это вызывает уменьшение падения напряжения на нем (транзистор открывается сильнее), и выходное напряжение возвращается к заданному уровню. Промышленностью освоен ряд серий микросхем стабилизаторов в интегральном исполнении – это К275, К181, К142. Наибольшее распространение получила серия К142. Стабилизаторы компенсационного типа К142ЕН выпускаются с регулируемым выходным напряжением, с фиксированным выходным напряжением и с двуполярным выходным напряжением (для питания ОУ). Кроме того, стабилизаторы различаются по коэффициенту стабилизации, допустимому току нагрузки и по величине выходного напряжения. Более подробные сведения о стабилизаторах серии К 142 ЕН можно найти в [Л.17]. На рисунках 7.16в и 7.16г приведена принципиальная схема ИМС К142ЕН1 и схема ее подключения. Источник опорного напряжения (параметрический стабилизатор) выполнен на VD1 и полевом транзистореVT1, который выполняет функцию баластного сопротивления. На транзисторе VT2, резисторах R1, R2 и диоде VD2 собран источник постоянного тока, который задает опорное напряжение на одном из входов УПТ. Диод VD2 служит для термокомпенсации. Каскад на VT2 обеспечивает согласование выхода параметрического стабилизатора со входом УПТ. Регулирующий элемент выполнен на составном транзисторе VT6, VT7. Усилитель постоянного тока выполнен VT4, VT5 и собран по дифференциальной схеме. Транзистор VT3 выполняет роль коллекторного резистора VT5. Каскад на транзисторе VT8 предназначен для организации управления включением стабилизатора внешним сигналом. При подаче на базу VT8 (вывод 9) положительного напряжения он открывается и запирает регулирующий элемент VT7, VT6 (база составного транзистора подключается к общей шине). На вывод 12 подается напряжение с внешнего делителя R5, R4 для регулирования выходного напряжения. Внешний делитель R2, R3 задает напряжение на базу транзистора VT9, с помощью которого реализуется защита стабилизатора по току. Внешний резистор R1 включен в выходную цепь и служит датчиком тока цепи защиты. Когда ток нагрузки превысит заданное значение, падение напряжения на R1 превысит пороговое значение, транзистор VT9 откроется и своим малым сопротивлением зашунтирует регулирующий транзистор VT7, VT6, тем самым отключив его.
|
Навигация
|
|
|
|
|