Радиоэлектронные устройства (справочник) (стр. 67 )

Рис. 16.42

Рис. 16.43 Рис. 16.44

Стабилизатор с регулируемым коэффициентом стабилизации. Стабилизатор (рис. 16.43) имеет коэффициент стабилизации более 105. В зависимости от сопротивления резистора R4 коэффициент стабилизации может быть положительным иди отрицательным. Для уменьшения мощности, рассеиваемой транзистором VT3, включается резистор R7. Сопротивление этого резистора определяется постоян­ным током нагрузки. Ток же, связанный с изменением сопротивле­ния нагрузки, протекает через транзистор VT3.

Высоковольтный стабилизатор на ОУ. Высоковольтный стаби­лизатор напряжения (рис. 16.44) имеет коэффициент стабилизации более 103. Он рассчитан на токи до 0,1 А. В качестве усилительного элемента применен ОУ, питающее напряжение которого поднято на уровень 100 В. Для предотвращения неисправности стабилизатора желательно входное напряжение повышать плавно до нужного значения.

Рис. 16.45

Высоковольтный стабилизатор. Высоковольтный стабилизатор (рис. 16.45) имеет на выходе £00 В. При токе нагрузки 0,1 А вход­ное напряжение должно равняться 300 В. Схема обладает коэффи­циентом стабилизации более 104. Это достигается тремя видами ослабления пульсаций. С помощью стабилитронов VD1 — VD3 уста­навливается опорное напряжение 250 В. Для уменьшения внутрен­него сопротивления стабилитронов включен конденсатор С1, кото­рый совместно с резистором R1 образует фильтрующую цепь. Ос­новной стабилизирующей схемой являются ОУ и регулирующие транзисторы VT1 и VT2. С помощью стабилитронов VD5 и VD6 напряжение на входе ОУ уменьшается до единиц вольт. На этом уровне происходят изменения выходного напряжения. Опорное на пряжение также лежит в этом диапазоне. Все изменения выходно­го напряжения умножаются на коэффициент усиления ОУ и посту­пают на вход регулирующих транзисторов, которые сглаживают эти изменения.

Глава 17

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Преобразователи напряжения служат для преобразования постоянного напряжения в переменное или в постоянное напряжение другого уровня. Преобразователи находят применение в различных электронных приборах с питанием от аккумуляторов и батарей. Их могут применять в устройствах, заменяя несколько стабилизирован­ных источников одним преобразователем.

Преобразователи переменного напряжения используют для по­лучения высоковольтных источников питания. В этих преобразова­телях осуществляется умножение переменного напряжения в не­сколько раз.

Существуют трансформаторные и резистивно-конденсаторные преобразователи. В основу преобразователя положен генератор, собранный по схеме симметричного мультивибратора или блокинг-генератора. Наибольшее распространение получила трансформатор­ная схема преобразователя. Преобразователи, собранные по такой схеме, обеспечивают мощность до 500 Вт. Резистивно-конденсатор­ные преобразователи являются маломощными (менее 10 Вт). В трансформаторных преобразователях транзисторы генератора мо­гут быть включены по схеме с ОБ, с ОЭ и с ОК. Чаще всего при­меняется схема с ОЭ. Эта схема позволяет получить большой КПД при малых напряжениях входного источника питания. Схема с ОК нашла применение в тех случаях, когда требуется установка тран­зисторов на общий радиатор.

При определении основных параметров преобразователей необ­ходимо знать ток и мощность нагрузки. Эти два параметра позволя­ют определить входное напряжение преобразователя и коллектор­ный ток переключающих транзисторов. Входное напряжение долж­но быть меньше половины максимально допустимого напряжения на транзисторах. Коллекторный ток открытого транзистора нарастает во времени вследствие изменения намагничивающего тока трансформатора. Время, в течение которого транзистор находится в от­крытом состоянии, определяется неравенством Iк<h21эIБ. Если сердечник трансформатора имеет прямоугольную петлю гистерезиса с максимальной индукцией Вн (гаусс) и сечением 5 (см2), то пре­образователь с питанием от напряжения £ и с числом витков кол­лекторной обмотки W будет иметь частоту f=E/4WsBH108 (Гц).

Включение корректирующих элементов в ОУ можно найти в гл. 1.

1. ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ МОСТЫ

Выпрямительные мосты на интегральных микросхемах. Схемы выпрямительных мостов приведены на рис. 17.1. Обратный ток диодов равен 100 мкА. Среднее прямое напряжение при макси­мальном токе составляет 1,2 В. Максимально допустимое импульс­ное обратное напряжение равно 50 В. Средний прямой ток равен 500 мА.

Рис. 17.1

Выпрямительный мост. Выпрямитель на большие напряжения требует включения группы последовательно соединенных диодов (рис. 17.2, а), а при больших токах — группы параллельно соеди­ненных диодов (рис. 17.2, б). Последовательное включение требует учета обратного сопротивления диодов. Разброс обратных сопро­тивлений диодов ведет к неравномерному распределению обратного напряжения между ними. Для нормализации обратных сопротивле­ний включают параллельные резисторы: для германиевых — 50 кОм, для кремниевых — 200 кОм. При параллельном включении диодов ток протекает в основном через диод с меньшим прямым сопро­тивлением. Для выравнивания на­грузок диодов необходимо вклю­чать последовательно с диодом добавочное сопротивление.

Рис. 17.2

Рис. 17.3

Выпрямитель напряжения. От источника переменного напряже­ния (рис. 17.3) можно получить три источника с постоянным на­пряжением. Напряжение - f-8 В образуется при двухполупериод-ном выпрямлении. Источник на­пряжения + 16 В образуется при удвоении переменного напряже­ния. Для получения напряжения — 8 В применена схема удвоения, в которой конденсатор С4 заря­жается от одной полуволны. Он не перезаряжается, как это проис­ходит в схеме удвоения.

Стабилизированный выпрямитель. Двухполупериодный выпря­митель (рис. 17.4) собран на диодах VD1 и VD2 и конденсаторах С1 и С2. Через диоды конденсаторы заряжаются до напряжения 60 В. Выходное напряжение формируется в результате открывания транзисторов VT1 и VT2 отрицательными импульсами, которые по­ступают с обмотки трансформатора. Отрицательные полуволны ог­раничиваются стабилитроном на уровне 40 В. Через транзисторы протекает ток почти прямоугольной формы. Выходной ток выпрями­мА.

2. ТРАНЗИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Коллекторный преобразователь. Преобразователь (рис. 17.5) построен по схеме трансформаторного мультивибратора. Первичные обмотки W1 и W2 включены в коллекторные цепи транзисторов.

Рис. 17.4

Одна обмотка W3 ПОС управляет работой обоих тран­зисторов. Когда на конце обмотки W3 формируется отрицательный импульс, открывается транзистор VT1. В это время положительный сигнал в начале обмотки W3 закрывает транзистор VT2 и проходит через диод VD3. При смене полярности сигналов на этой обмотке состояние транзисторов изменится. Резистор R2 служит для ограни­чения базового тока. Резистор R1 открывает оба транзистора для первичного запуска схемы. Включение диода VD2 в цепь питания защищает преобразователь от случайного изменения полярности пи­тающего источника. Для пермаллоевого сердечника обмотки W1 и W2 имеют по 75 витков. Базовая обмотка W3 имеет 9 витков. Чис­ло витков базовой обмотки следует согласовать с сопротивлением нагрузки.

Рис. 17.5 Рис. 17.6

Эмиттерный преобразователь со стабилизацией. Преобразователь (рис. 17.6} собран по схеме блокинг-генератора с эмиттернон ОС. Запуск схемы обеспечивают резисторы R1 и R4, которые открывают транзисторы VT1 и VT2. Для стабилизации амплитуды выходного прямоугольного сигнала базовый сигнал отрицательной полярности проходит через диод VD2 (VD4) и ограничивается на стабилитроне VD5. В результате переменное напряжение в эмиттерных обмотках WI не зависит от входного напряжения. Схема преобразователя может работать на частотах свыше 10 кГц.

Преобразователь с общим запуском. В схеме преобразователя (рис. 17.7, а) транзисторы включены в режиме с ОЭ. Для запуска генератора применяется цепочка Rl, VD2. При включении питания диод VD2 закрыт. На базы транзисторов через резистор R1 приложено напряжение Е. Транзисторы открываются, ив схеме воз­никают колебания. С возникновением колебаний резистор R2 не входит в цепь ПОС. Для ограничения базового тока включен рези­стор R2. В цепь ПОС включен диод VD2. При E=25 В на базовой обмотке возникает сигнал с амплитудой 3 В. При изменении Е ча­стота генератора меняется по линейному закону (рис 177 б) Эта зависимость получена на ферритовом сердечнике при 2 В/виток.

Рис. 17.7 Рис. 17.8

Рис. 17.9

Эмиттерный преобразователь с раздельным запуском. Преоб­разователь напряжения (рис. 17.8) собран по схеме двухтактного блокинг-генератора с нагрузкой в цепи эмиттера. Для запуска гене­ратора существуют две цепочки Rl, VD1 и R2, VD4 С включением питания через базовую цепь течет ток E/R1(R2). Этот ток запуска­ет генератор. Базовая обмотка ПОС поддерживает колебания. Тран­зисторы работают в режиме переключения. При закрывании тран­зистора в эмиттерной обмотке возникает импульс напряжения, ко­торый значительно превышает предельно допустимое напряжение база — эмиттер. Для защиты переходов включены диоды VD2 и VD3, которые открываются под действием этого импульса. Падение напряжения на диодах достаточно для закрывания транзисторов.