Параметрические стабилизаторы напряжения

Ввиду зависимости напряжения U_d от тока нагрузки, а также от изменений напряжения u₁ питающей сети, между выпрямителем и нагрузкой включают стабилизатор напряжения. Существует три типа стабилизаторов напряжения: параметрические, компенсационные и фиксированного напряжения. В первом типе стабилизаторов используется постоянство напряжения некоторых видов приборов при изменении протекающего через них тока. Из полупроводниковых приборов таким свойством обладает стабилитрон. Во втором типе стабилизаторов задачу стабилизации напряжения решают по компенсационному принципу, основанному на автоматическом регулировании напряжения, подводимого к нагрузке. В третьем используется интегральный линейный стабилизатор напряжения, часто называемым n-p-n- стабилизатором.

Принцип работы параметрического стабилизатора по схеме на рисунке заключается в постоянстве тока I через резистор R₀, согласно выражению:

I = (u₁ – u₂) / R₀ = I_ст + I_н = const

Параметрический стабилизатор на стабилитроне

Рис.53

Физически этот принцип основан на наличии участка электрического (зенеровского) пробоя на обратной ветви ВАХ диода, ограниченного максимальным I_{ст max} и минимальным I_{ст min} токами стабилизации при соответствующих им напряжениях U_{ст max} и U_{ст min}. Крутизна этого участка определяет дифференциальное сопротивление стабилитрона. Для работы стабилизатора должны быть соблюдены условия: I_ст³I_{ст min} при I_н = I_{н max} и u₁ = u_{1 min}, а также I_ст < I_{ст max} при I_н = 0 и u₁ = =u_1max. Величина резистора

R₀ = (u_{1 min} – u_{2 min}) / (I_{ст min} + I_{н max}).

Коэффициент стабилизации стабилизатора K_ст и его выходное сопротивление R_вых в номинальном режиме h рассчитываются по выражениям

K_ст = (Du₁/u₁) / (Du₂/u₂) = u₂R₀ / r_дu₁; R_вых= r_д.

При проектировании необходимо выбрать соответствующий стабилитрон из справочника, там же взять его справочные параметры. Обычно коэффициент стабилизации такого стабилизатора не превышает значения 10–50.

 

7.2.2 Интегральный линейный стабилизатор.

 

Характерной особенностью линейного стабилизатора является включение регулирующего n-p-n- транзистора по схеме с общим коллектором (эмиттерным повторителем).

 

 

 

Рис. 54 Типовая упрощенная схема интегрального

стабилизатора напряжения

 

Рис.55 Типовые схемы включения линейных стабилизаторов

 

 

РАЗДЕЛ 4

Аналоговые интегральные микросхемы

Аналоговые микросхемы.

Операционные усилители

 

Рис. 56 Рис. 57.

 

 

Изображение операционного усилителя (ОУ) показано на рис. 56 Вх1-инвертирующий, Вх2 -неинвертирующий. Современное изображение представлено на рис. 57. На изображении операционного усилителя могут быть отражены еще некоторые выводы: выводы питания, вывод балансировки (установка 0 на выходе ОУ), выводы коррекции частотной характеристики. У некоторых ОУ выводы коррекции могут отсутствовать, т.к. они имеют внутреннюю коррекцию. Обозначение ОУ: КХХХУДY. XXX -три цифры серии, Y-разработка в серии. Очень популярный ОУ: К 140УД 7.

Свойства ОУ

1. Коэффициент усиления Ку→∞. Ку=50000...500000.

Ку=ΔUвых/ΔUвх Uвых/Uвх.

2. Входное сопротивление Rвх→∞.

Rвх=ΔUвх/ΔIвх.

3. Полоса рабочих частот бесконечна.

4. Выходное сопротивление Rвых→0.

Практическая трактовка свойств ОУ

1. Обычно Uп≤15 В, Uвых<Uп. При Uп1,2=±15В: Uвых.max=±10÷12В.

Тогда

Uвх=Uвых/Ку=10/ (100000) =0,0001В=100mkВ 0.

Это означает, что напряжение между входами ОУ близко к нулю (рис.58.).

Рис. 58.

Примечание: это свойство справедливо, пока ОУ находится в линейном режиме, т.е. Uвых<Uвых.max =12...13В.

2. ΔIвх=ΔUвх/Rвх 0/∞=0,

т.е. входные выводы ОУ тока не потребляют: Iвх1=Iвх2=0. (рис. 59).

Рис. 59.

3. ОУ является безинерционным устройством.

4. Выходное напряжение ОУ не зависит от нагрузки.

 

Основы схемотехники ОУ

Современные операционные усилители имеют не менее трех каскадов усиления.

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: