книги / Стабилизаторы низких и милливольтовых напряжений
..pdfа) вы п рям и тель |
д л я питания |
потребителей |
с |
выходным |
н ап ря |
|||||||||||||||||||
ж ением , |
нам ного |
больш им, |
|
чем |
напряж ение |
смещ ения |
(,[/о » £ с м , |
|||||||||||||||||
т . е. е « 0 ) , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/0 ,9 8 7 |
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
М ш= |
f Ô7657 — М * 100 = |
4 6 ,4о/0; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
б) |
вы п рям и тель |
с выходным напряж ением, соизмеримым |
с |
н а |
||||||||||||||||||||
п ряж ен и ем |
см ещ ения |
|
(Uo— Е см ), при е = 0 ,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/0 ,9 8 7 |
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Ы10 = |
f оТзГ" “ 1 ) • 100 = 219°/о. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
гд е |
U *'о= О-1 sin 0 = 0 ,9 8 7 ; |
t/*o= 0,675 |
и |
t/*o=0,31 — из |
рис, |
41 |
при |
|||||||||||||||||
л = 1, е = 0 и е = 0 ,5 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
М етод |
2. |
С опротивления вентиля |
и |
трансф орматора |
не |
учиты |
||||||||||||||||||
ваю тся, |
влияние |
начального |
участка характеристики |
вентиля |
учтено |
|||||||||||||||||||
путем |
введения |
напряж ения |
смещ ения |
в |
напряж ение |
нагрузки |
||||||||||||||||||
(£/*"<,=t/* '0+ -e). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Р асч ет |
производится для вы прямителя с |
весьма |
низким |
вы ход |
||||||||||||||||||||
ным |
н ап ряж ен и ем : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
а) |
|
п р и е = |
0 ,1 : |
ÔC/0 = |
/0 ,8 8 7 |
\ |
|
|
48°/0. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
fQ -g — — 1 1 - 1 0 0 = |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
б) |
|
при |
е = ,0 ,5 : |
dU0 = |
/0 ,4 8 7 |
\ |
|
|
57% , |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
f q - g |
— 1 1 • 100 = |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
гд е t/* 'o = 0 ,9 8 7 —*e; |
£/*o=0,6 |
и |
£ /*o= 0,31 — из |
рис. |
41 |
при |
n = 'I, |
8 = |
||||||||||||||||
= 0 ,1 |
и |
e = 0 ,5 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
М етод |
3. |
Учтены |
внутренние |
активные |
сопротивления, |
но |
без |
|||||||||||||||||
уч ета |
влияния напряж ения |
смещ ения |
и |
явления |
коммутации внут |
|||||||||||||||||||
ренних |
|
ветвей: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
а) |
|
вы прям итель |
|
с |
выходным |
напряж ением, |
позволяю щ им |
пре |
|||||||||||||||
н еб р еч ь -напряж ением |
смещ ения |
вентилей |
без |
ущ ерба |
для |
режимных |
||||||||||||||||||
п о казател ей схемы, т. е. случай |
е = 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
И м ея |
в виду, что в этом |
случае по формуле |
(40) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin kb |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U 0 = |
0 (п + /е) cos Ya ’ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
[/* '0= s in 0/(1 -bn) 0 |
пореш иость |
(130) |
в |
общ ем |
виде |
для |
любого |
|||||||||||||||||
Jfe-ro р ж еи м а |
лю бой |
лг-фазной схемы мож но |
найти |
из вы раж ения |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
ас/, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д ля т |
— |
12 |
(т. |
|
е . |
0 = |
|
п / т |
= 1 5 ° ) |
и |
л = |
1 |
^ т . |
е. к = |
3, |
у&=3®) |
|||||||
получаем |
W 0 = |
[ |
|
|
|
|
|
|
- |
l ) j • 100 = |
27% ; |
|
|
|
|
|||||||||
|
б) |
|
вы прям итель |
с |
весьма |
низким |
выходным |
напряж ением |
при |
|||||||||||||||
г = 0 ,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М етод |
4. П ри |
|
учете внутренних |
сопротивлений и напряж ения: |
|||||||||||
смещ ения |
вентилей |
|
(п ри бавляя |
к |
напряж ению |
н агрузки ), |
но без; |
||||||||
учета явления ком м утации: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
а) |
е = |
0,1 : àU 0 |
= |
/0 ,3 9 3 5 |
|
\ |
|
— 34о/0; |
|
|
|||||
(-Ô 76- |
— 1 ) * ЮО = |
|
|
||||||||||||
б) |
е = |
0 ,4 : |
W |
0 |
= |
/0 ,0 9 3 5 |
|
\ |
|
— 75о/о. |
|
||||
( - j f z f j — 1 J • ЮО = |
|
||||||||||||||
В |
расчетах |
по |
|
м етодам |
3 |
и |
4 значения |
U *'о и |
U*о о п ред еляли сь |
||||||
аналогично расчетам преды дущ их методов. |
|
|
|
|
|||||||||||
И з |
сравнения |
расчетов |
по |
приближ енным м етодам , с расчетом |
|||||||||||
по точном у |
м етоду |
видно, |
что |
погреш ности |
приближ енны х |
методов, |
|||||||||
значительны |
и |
поэтом у пользование |
ими не |
реком ендуется. |
|
18.ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА СТАБИЛИЗАТОРОВ НИЗКИХ
ИМИЛЛИВОЛЬТОВЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
Пример |
1. Требуется |
рассчитать |
стабилизатор |
напряж ения, |
вы пол |
|||||||||||||||||||
ненный по схеме рис. 50 по следую щ им данны м: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
а) |
пределы |
изменения входного |
напряж ен и я а = ± 0 , 1 От£ вх; |
|
|||||||||||||||||||
|
б) |
номинальное |
вы ходное |
|
напряж ение |
|
стаби ли затора |
Е а ы х= |
||||||||||||||||
= 0 ,2 5 |
в\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) |
номинальное |
значение |
тока нагрузки |
стаби ли затора |
/ п.пом = |
||||||||||||||||||
= 0,1 |
а; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г) |
пределы |
изменения |
тока |
|
нагрузки |
стаби ли затора — от |
0 |
д о |
||||||||||||||||
100%; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д) |
нестабильность |
вы ходного |
напряж ения при |
зад ан н о м |
изм ене |
|||||||||||||||||||
нии |
входного |
напряж ен и я |
(А £ в ы я )п -^ 1 |
м в |
(0,4% ), £ Ст = 3 0 0 ; |
|
|
|||||||||||||||||
е) |
ам плитудное |
значение |
переменной |
|
составляю щ ей |
вы ходного |
||||||||||||||||||
напряж ен и я :Д сп ы х ^1 |
м в |
(0,4% ); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ж ) |
тем пература |
окруж аю щ ей |
среды |
/ 0к р = (— 10-^50) °С; |
|
|
|
|||||||||||||||||
з) |
тем пературная |
|
нестабильность |
|
вы ходного |
|
н ап р яж ен и я |
|||||||||||||||||
(Д в ы х )* = 5 л ш (2 % ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
В начале |
определим |
величину |
входного |
н ап ряж ен и я |
|
при |
||||||||||||||||||
м инимальном |
значении |
н ап ряж ен и я |
питаю щ ей |
сети. |
П о ф ор м у л е |
|||||||||||||||||||
(127) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я в х .м п п = 0 ,2 5 + 0 ,'1 б + 2 ,3 = 2 ,7 |
в. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Т огда входное |
напряж ение |
при - ном инальном |
значении |
н ап р я |
||||||||||||||||||||
ж ен и я |
питаю щ ей |
сети |
определится |
по |
ф орм уле |
(128) |
£ в х .н о м = |
|||||||||||||||||
= 2 ,7 - |
(4-1-0,1) « 3 |
в. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
П ереходим |
к |
расчету |
измерительного |
элем ента |
стаб и л и зато р а . |
|||||||||||||||||||
В начале |
вы бираем |
предварительно |
величину |
емкости |
вы ходного |
|||||||||||||||||||
конденсатора |
Св — 1000 |
м кф , |
после |
чего |
по |
ф орм улам |
(95) |
и |
(97) |
|||||||||||||||
при |
зад ан н ы х |
значениях |
ДеВы х |
и |
Д £ Вых |
определим |
врем я |
t |
и |
|||||||||||||||
i+ A t; |
/« 0 ,0 0 0 4 X 2 * 1 0 -3= 8 - IO - 7 |
сек |
|
и |
/+ Д /« 0 ,0 0 1 6 * 10“ 3= |
|||||||||||||||||||
= 1,6*10“ ® сек |
(Яокъ |
при |
вы полнении этого |
расчета |
п ри н ята |
р а в |
||||||||||||||||||
ной 2 ом ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
П о |
ф орм улам |
(98) |
|
и |
(99) |
определяем |
число |
им пульсов |
в |
п ачке |
||||||||||||||
щ и |
пг, |
за д а в а я с ь |
частотой |
колебаний |
ген ератора |
из |
условия |
1//гоп-
|
П о л а г а я , что |
/ген=10® |
гц, |
получаем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
2 - 8 . 1 0 - ’ |
= 1 , 6 |
|
и |
|
г |
|
1 ,6 -2 .1 0 -® |
|
3,2. |
|
||||||||
|
|
' |
ю ^ б — |
|
п 2 = |
-------jq Z I------ = |
|
|||||||||||||
|
П о |
ф орм уле |
(103) |
с учетом |
|
(100)—i(102) |
и |
при |
приняты х |
|||||||||||
в § |
13 |
д оп ущ ен и ях |
определим |
коэффициент |
передачи |
измеритель |
||||||||||||||
ного |
эл ем ен та |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 3 , 1 - 1 , 6 ) . 5 . 1 0 - М |
|
_ |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
н з — |
1,6 -4 • 10—6 • 10—3 |
|
~ |
и о - |
|
|
|
|
||||||||
|
С о гл асн о реком ендациям , |
приведенным |
в |
§ |
13, |
выбираем |
тип |
|||||||||||||
туннельного д и о д а и |
по справочным |
данным |
(или его вольт-ампер- |
|||||||||||||||||
ным |
характеристикам ); |
определяем |
параметры: t'i= 5 |
м а; |
£*2=0,5 |
м а, |
||||||||||||||
щ = 2 00 |
м в, « 2 = 5 0 0 мв, |
« 4= 1 000 мв. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
П о |
ф орм уле |
|
(94) |
при |
а = 4 |
определяем |
величину |
сопротивления |
|||||||||||
д ел и тел я вы ходного |
напряж ения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
Яо = |
0 ,2 5 — 0 ,2 — 0,001 |
= |
10 ом. |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
0,005 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
П о |
формуле |
(87) |
с |
учетом |
(80), |
(81), |
(83) |
и (93) для |
выбранной |
||||||||||
ч асто ты |
переклю чения |
генератора^/ген= |
10® щ , |
предполагая, что Т 3= |
||||||||||||||||
|
|
оп ределяем необходимую |
величину |
индуктивности дросселя |
|
|||||||||||||||
|
|
L = |
|
|
|
1 2 1 - 6 .1 0 - 7 |
|
|
|
■ = 5 4 1 0 -® |
гн. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
0 ,4 4 — 0 ,2 5 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
0 ,0 0 5 -J- |
|
^2j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
In |
0 ,5 — 0 ,4 4 + |
0 ,4 4 — 0 ,2 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
111121
Сучетом приведенны х в § 16 рекомендаций определяем темпе
ратурн ую |
нестабильность |
выходного |
напряж ения |
(Д£пых)< |
по |
фор |
|||||||||||
м у ле |
(104), |
т. е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(|Д£пых) <= 0 ,2 5 — 0,2— 10 • [0,005+ (50— 20) • (— 0,015 - 1 0 -3) ] + |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
+ '1 0 - 3= 3 ,5 < 5 м в. |
|
|
|
|
|
|
||||
Д а л е е |
|
определим |
величину |
сопротивления |
резистора |
R i. |
К ак |
||||||||||
ви д н о |
из |
схемы |
рис. |
50, |
падение |
напряж ения |
на |
резисторе |
при |
||||||||
насыщ енном |
транзисторе |
Г2 б у д ет примерно |
равно |
Е пх— 0,5 в. С о |
|||||||||||||
противление |
резистора |
R i |
определяется |
по |
формуле |
(109); |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3 — 0 ,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R i |
|
g _10—3 |
"— 500 |
ом . |
|
|
|
|
|
|||
Сопротивление |
резистора R t |
определяем |
из условия |
E tZR2/(R l -f- |
|||||||||||||
R i) > 0 , 5 в, т . е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
„ |
3-500 — 250 |
=5: 2,5 |
ком. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
/ ? ! < --------- |
Q-g------ |
|
|
|
|
|
||||||
П ереходим |
к |
расчету |
интегрирующ его |
усилителя, |
выполненного |
||||||||||||
н а транзисторе |
1Т308А. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
В еличина |
сопротивления коллекторного |
|
резистора |
определяется |
|||||||||||||
из соотнош ения (108): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
5 0 .(3 — 5 .1 0 - 3 .5 0 0 ) |
|
|
2 ,2 |
ком . |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Я » < |
|
4 ,9 .1 0 - 3 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'Входное |
сопротивление |
данного |
к аск ад а |
вы числяется |
|
по |
ф ор |
||||||||||||||||||
муле |
0107), зад ав а я с ь |
при |
|
этом |
величиной |
сопротивления |
резистора |
||||||||||||||||||||
^4=110 ом и определяя по типовы м |
характеристикам |
или |
справоч |
||||||||||||||||||||||||
ным |
данны м |
парам етры |
тр ан зи стора |
го, г 0, Рз: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Я в х « 2 5 + /(‘1 + 5 0 ) |
• (2 0 + 1 0 ) ='1 555 |
ом. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
М одуль |
отрицательного |
сопротивления |
—R r |
прим еняем ы х |
|||||||||||||||||||||
в этих |
схем ах |
туннельны х |
диодов |
обычно |
не |
превы ш ает 50— 70 |
ом. |
||||||||||||||||||||
С ледовательно, |
входное |
сопротивление |
при |
вы бранном |
резисторе |
||||||||||||||||||||||
/?4= 10 |
ом |
достаточно |
д л я |
вы полнения |
условия, определяем ого н ера |
||||||||||||||||||||||
венством |
(106). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
П о ф орм уле |
(110) |
определим |
величину |
сопротивления |
рези стора |
||||||||||||||||||||
R s ^ 6 |
• 1 6 5 5 » 10 |
ком . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
К оэф ф ициент |
усиления |
|
усилителя |
определим |
по ф орм уле |
(105) |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 _ Ю ( 1 . 36 + 0 ,1 ) - Ю -з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 , 3 + 1 0 (1 ,3 6 + 0 ,1 ) 1 0 - 3 — J ’ D’ |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
П олагая, |
что |
коэф фициент усиления |
по |
напряж ению |
к ц ,2 , |
со |
|||||||||||||||||||
ставного транзистора Tit Тг равен |
|
1, |
определяем |
общ ий |
|
коэф ф и |
|||||||||||||||||||||
циент |
стабилизации |
стабилизатора |
k Ct |
по |
ф орм уле |
(129) |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Лет = 1 2 5 • 9,5 • 1 » |
Г 200> 300 . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
Е м кость |
конденсатора |
определим |
по |
ф ормуле |
(111): |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
C i = = . - , . D‘ l Q l 7 |
|
= 0 > 6 . 10- 8 ф . |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 . 2 . 1 0 3 ^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
В |
качестве |
регулирую щ его |
элем ента вы бираем |
транзистор |
типа |
|||||||||||||||||||||
2Т603А |
(схемное |
обозначение |
Т \). М ощ ность, |
рассеиваем ую |
на |
его |
|||||||||||||||||||||
коллекторе, определяем |
по |
ф ормуле |
( Г26) |
с учетом |
ф ормулы |
(11'7), |
|||||||||||||||||||||
полагая, что через коллектор транзистора |
протекает сум м а |
токов, |
|||||||||||||||||||||||||
равн ая |
1,5/ и: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Рн |
|
2 ,7 5 - 1 0 - 4 - 8 -1 0 - ° |
, |
|
2 - 1 -0 * 1 5 - 8 - 10~® |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
16-10-® |
|
|
|
|
|
1 6 -1 0 -° |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 2 ,7 5 - 0 ,1 5 - 1 0 - ° |
|
160 |
m m . |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
*■ |
3 • |
|
1 6 -ю - ° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Д оп усти м ая |
мощ ность |
|
рассеяния |
на |
|
коллекторе |
тран зи сто р а |
|||||||||||||||||||
2Т306А |
составляет |
500 |
м ет, |
поэтом у |
вы бранны й |
нам и |
тр ан зи сто р |
||||||||||||||||||||
пригоден д л я |
работы в проектируем ом |
стабилизаторе. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
•По |
ф орм уле |
(118) |
|
определим |
ток |
зап и ран и я |
тран зи стора |
Tt |
||||||||||||||||||
при |
вы бранном |
|
коэф ф ициенте |
|
насы щ ения |
k m —— 0,2; |
|
i c = |
|||||||||||||||||||
= 0 ,2 * 0 ,1 5 /5 0 = — 0,6 м а. З а д а в а я с ь |
падением |
н ап ряж ен и я |
на |
рези сто |
|||||||||||||||||||||||
ре |
R tj равны м |
0,5 |
в |
при |
токе |
коллектора |
0,15 |
а, |
определяем |
вели |
|||||||||||||||||
чину |
сопротивления |
резистора: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■/?7=0,'5/0,15=3,5 |
ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
З н а я величину |
то к а, |
запираю щ его |
транзистор |
Т\ |
и н ап ряж ен и е, |
|||||||||||||||||||||
определяем |
величину сопротивления |
резистора |
« в= 0 ,5 /'(0 ,6 * 10- 3 ) = |
||||||||||||||||||||||||
= 8 5 0 |
ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
П ример |
2. |
Т ребуется |
рассчитать |
стабилизатор |
н ап р яж ен и я |
на |
||||||||||||||||||||
ток |
нагрузки / е = 1 |
а при |
всех |
остальны х |
величинах, соответствую |
||||||||||||||||||||||
щ их |
задан н ы м |
в |
прим ере |
1. |
|
К ак |
видно |
из |
|
схемы |
рис. 50, |
стабили - |
затор |
н а то к |
н агр у зки |
/ н = 1 |
а |
отличается |
от |
рассмотренного |
выше- |
||||||||||||||||||
только |
вклю чением |
д л я |
|
усиления |
мощности |
дополнительного |
тран |
|||||||||||||||||||
зистора |
T i |
и |
дополнительного |
резистора |
R b |
позволяю щ его |
полу |
|||||||||||||||||||
чить |
необходим ы й |
коэф ф ициент |
насыщ ения |
kaz при |
запирании |
регу |
||||||||||||||||||||
лирую щ его тр ан зи сто р а |
Tl |
(вклю чение транзистора |
7* |
и |
резистора |
|||||||||||||||||||||
R* п оказан о |
|
на |
схем е рис. 50 пунктиром). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
П о это м у |
|
расчет |
данного |
стабилизатора |
будет |
отличаться |
от |
|||||||||||||||||||
расчета, |
приведенного |
в |
|
примере |
1, |
только выбором |
транзистора- |
|||||||||||||||||||
* I и |
определением |
Авг- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Д оп олн и тельн ы й |
расчет проведен в |
следующ ей |
последователь |
|||||||||||||||||||||||
ности. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
В ы б и р аем |
д л я |
|
дополнительного |
|
усиления мощности |
транзи |
|||||||||||||||||||
стор |
Г 4 типа |
1Т905А |
и |
|
определяем |
мощ ность |
рассеяния |
на |
|
его- |
||||||||||||||||
коллекторе по ф орм уле |
|
|
(126) |
с |
учетом |
формулы |
(.1*17), |
|
п олагая |
|||||||||||||||||
при этом , что через коллектор |
транзистора |
протекает |
суммарный, |
|||||||||||||||||||||||
ток, равн ы й |
1 ,2 / н: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Я Л = 2 ,7 5 • 10 - 3 - |
|
8-10 —6 |
|
|
|
|
Л |
8-10-® |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
1 6 -1 0 -° |
+ 2 -1 -1 ,2 16 . i o - “ + |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1 |
*2,75*1,2 |
|
ю - ° |
|
1,3 |
Qui, |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
j0 |
jQ—6 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Д о п у сти м ая |
мощ ность |
|
рассеяния |
транзистора при |
температуре |
|||||||||||||||||||||
окруж аю щ ей |
|
среды |
/ 0к р = + 5 0 °С |
с |
применением |
радиатора |
|
д л я |
его |
|||||||||||||||||
о х л аж д ен и я {Л. 4] |
составляет |
3,3 в г > 1 ,3 |
вт, |
допустимый |
ток |
кол |
||||||||||||||||||||
л ектора |
составляет |
3 |
а > 1 ,2 |
а, |
что |
подтверж дает |
правильность |
вы |
||||||||||||||||||
бора нам и типа этого |
транзистора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2. |
|
П о |
ф ормуле |
(118) |
определим |
ток |
запирания |
|
транзистора |
|||||||||||||||||
T l при вы бранном |
коэффициенте |
насыщ ения |
|
k Dz = — 0,2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 ,2 - 1 ,2 |
|
— 4,8 |
|
м а. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
------- so |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
3. |
Сопротивление |
резистора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
г, |
|
|
|
0 ,2 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д , — 4 , 8 - 10~3 |
—152 |
ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
В |
заклю чение |
следует |
|
отметить, |
что |
резисторы |
R i—Rv |
м огут |
||||||||||||||||||
быть исключены |
из |
схемы |
|
(рис. 50), |
если принять |
коэффициент |
н а |
|||||||||||||||||||
сы щ ения |
при |
|
вклю чении |
транзисторов |
Ti |
и |
|
Tl |
&bi —>1 |
и |
коэф ф и |
|||||||||||||||
циент |
насы щ ения при выключении £ вг = 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
О д н ако в |
|
этом |
случае |
|
врем я |
ф ормирования |
|
положительного |
№ |
|||||||||||||||||
отрицательного фронтов импульса при переключении транзисторов; |
||||||||||||||||||||||||||
увели чи вается |
|
примерно в |
2—-3 р аза. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ СТАБИЛИЗАТОРОВ
МИЛЛИВОЛЬТОВЫХ И НИЗКИХ НАПРЯЖЕНИЙ
Н а |
рис. 69 приведена практическая |
схема стабилизатора |
с вы ход |
|||||
ным |
напряж ением , |
регулируемым в |
пределах от |
0,25 |
до |
0,4 |
в, и |
|
током нагрузки 0,1 |
а. И змерительным |
элементом в |
этой |
схеме |
я в л я |
|||
ется |
релаксационны й генератор, выполненный на |
туннельном |
диоде |
|||||
Д г |
и |
индуктивности Д р и |
|
|
|
|
|
И змерительный |
элем ент |
подклю чен |
к |
полож ительном у |
полю су |
|||||||||||
стаби ли затора и средней |
|
точке переменного |
резистора |
Ro, |
я в л я ю |
|||||||||||
щ егося |
делителем вы ходного |
напряж ения. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
П оскольку, |
к ак |
было |
показано выш е, |
релаксационны й |
генератор |
|||||||||||
зап ускается всегда при одном и том |
ж е |
подводим ом |
к |
нему |
н ап р я |
|||||||||||
жении, |
то очевидно, что |
с |
изменением полож ения |
д ви ж к а |
потенцио |
|||||||||||
метра |
вы ходное напряж ение |
стаби ли затора |
будет |
так ж е |
изм еняться. |
|||||||||||
Причем, |
если |
д ви ж о к будет |
перем ещ аться |
в |
сторону |
п олож и тель |
||||||||||
ного полю са, вы ходное |
напряж ение |
стабилизатора |
будет |
увеличи |
||||||||||||
ваться, |
а |
если |
в |
сторону |
отрицательного — ум еньш аться. |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ri |
|
|
Ъ |
|
|
|
|
|
|
Рис. |
69. |
П ринципиальная |
электрическая |
схема |
стабили |
|||||||
зато р а |
(250—400) мв, |
100 |
ма. |
|
|
|
|
|
||||
С вязь |
м еж ду |
вы ходом |
генератора и |
входом |
интегрирую щ его |
|||||||
усилителя |
осущ ествляется |
через |
развязы ваю щ ий д и о д M i, |
которы й |
||||||||
не пропускает |
на |
вход усилителя |
короткие |
зап и раю щ и е |
импульсы, |
|||||||
возникаю щ ие |
в процессе |
работы |
генератора. |
Р ези стор |
Ri, |
сл у ж и т |
||||||
д л я повы ш ения |
входного |
|
сопротивления |
усилительного |
к аск ад а, |
что обеспечивает более устойчивую работу релаксационного гене
ратора. |
Р езистор |
Rs |
|
ускоряет |
процесс |
переклю чения |
|
тран зи стора |
|||||||||||
Т3, обеспечивая |
более |
быстрое перемещ ение |
его |
рабочей |
точки |
из |
|||||||||||||
области |
насы щ ения |
в |
активную |
область |
вольт-ам перной |
х а р а к те |
|||||||||||||
ристики. К онденсатор |
обратной связи |
Ci |
|
обеспечивает |
и н тегрирова |
||||||||||||||
ние |
пачек |
импульсов, |
вы рабаты ваем ы х |
генератором, |
в |
р езультате |
|||||||||||||
чего |
на |
вход регулирую щ его составного |
|
тран зи стора |
Т%, |
7Y |
посту |
||||||||||||
пает |
импульс, |
ш ирина |
которого |
зави си т |
о т |
длительности |
работы |
||||||||||||
генератора, следовательно, и от величины |
дестабилизирую щ их ф ак |
||||||||||||||||||
торов, воздействую щ их |
на |
измерительны й элем ент. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
С вязь |
м еж ду |
вы ходом |
интегрирую щ его усилителя |
и |
входом |
со |
||||||||||||
ставного |
|
регулирую щ его |
тран зи стора |
осущ ествляется |
|
посредством |
|||||||||||||
делителя, |
состоящ его |
из резисторов R i |
и |
Rz. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
'Резисторы |
#7 |
и Ra |
обеспечиваю т |
уменьш ение |
врем ени |
ф орм иро |
||||||||||||
ван и я отрицательного |
|
ф ронта |
им пульса |
в |
м омент |
|
вы клю чения |
||||||||||||
тран зи стора Ti. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Конденсатор |
С п |
служ и т |
д л я сглаж ивания |
пульсаций |
вы ходного |
|||||||||
н ап ряж ен и я |
стаб и л и зато р а . |
С табилизатор |
работает |
от |
напряж ения |
||||||||||
£ вх—3 ± 0 ,3 |
в при |
тем п ературах |
окруж аю щ ей |
среды |
от — 40 д о |
||||||||||
+ 5 0 °С и |
им еет |
следую щ ие |
показатели: |
при |
£ Вы х=0,25 |
в / н = |
|||||||||
=0-т-0Д а ; |
нестабильность |
выходного |
напряж ения |
при |
изменении |
||||||||||
питаю щ его |
н ап р яж ен и я |
|(А £ в ы х )и = 0 ,1 |
мв |
*(0,04% ) ; |
нестабильность |
||||||||||
вы ходного |
н ап р яж ен и я |
при |
изменении |
тока нагрузки |
|
(Д £ ВЫх )х — |
|||||||||
= 1 |
м в (0 ,4 % ); |
нестабильность |
выходного |
напряж ения |
при |
измене |
|||||||||
нии |
тем п ер ату р ы |
окруж аю щ ей |
среды |
|
( £ Вых)* = |
1 |
м в (0 ,4 % ); |
П
Рис. 70. П ринципиальная электрическая схема стабили зато р а 1,2 в ; 3 а.
пульсация |
вы ходного |
|
напряж ения |
Л еВых = |
1 |
мв |
(0,4% ). |
П ри |
||||||||||||
£ в ы х = 0 ,4 |
в |
1а = 0-^-0,1 |
а; |
нестабильность |
выходного |
напряж е |
||||||||||||||
ния |
при |
|
изменении |
питаю щ его |
напряж ения |
(А Е иы х)и —0,15 |
м в |
|||||||||||||
(0,03% ); |
|
нестабильность |
выходного |
|
напряж ения |
при |
изменении |
|||||||||||||
тока |
нагрузки <(Д £вы х,Ь!=0,2 мв |
i(0,05% ); |
нестабильность |
вы ход |
||||||||||||||||
ного |
н ап ряж ен и я |
при |
|
изменении |
температуры |
окруж аю щ ей |
среды |
|||||||||||||
(A £ Bbi x j i = 2 |
м в |
!(0,5% ); |
пульсации |
выходного |
напряж ения |
|||||||||||||||
Л воы х= 1 |
мв. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
'Н а |
рис. |
70 |
приведена |
практическая |
схема |
|
стабилизатора на |
|||||||||||||
напряж ен и е 4,2 в и то к |
нагрузки |
3 а. Э та схема |
отличается |
от |
схем |
|||||||||||||||
рис. 69 только подклю чением для дополнительного усиления |
м ощ |
|||||||||||||||||||
ности |
транзистора |
Ть |
и |
резистора |
Яэ, |
обеспечивающ его уменьш ение |
||||||||||||||
врем ени |
ф орм ирования |
отрицательного |
фронта |
импульса |
в |
момент |
||||||||||||||
зап и р ан и я |
транзистора |
|
7Y |
Стабилизатор, |
включенный |
по |
схеме |
|||||||||||||
рис, |
70, |
р аб о тает |
при |
питаю щ ем |
напряж ении £ вх= 4 ± 0 ,4 в |
и |
тем |
|||||||||||||
пературе |
окруж аю щ ей |
среды |
от —40 до + 5 0 °С и |
имеет |
следую щ ие |
|||||||||||||||
показатели : |
нестабильность |
выходного |
напряж ения |
при |
изменении |
|||||||||||||||
питаю щ его |
н апряж ения |
|
(Д £ Вы х )а = 0 ,6 |
м в |
>(0,05%); |
нестабильность |
||||||||||||||
вы ходного |
напряж ения |
при изменении тока нагрузки от 0 до 3 а |
||||||||||||||||||
(А £ Вы х ) т = б |
мв |
(0,5); |
нестабильность |
выходного |
напряж ения |
при |
||||||||||||||
изм енении |
тем пературы |
окруж аю щ ей |
среды |
(A E u u x )t—5 |
мв |
(0 ,4 % ); |
||||||||||||||
пульсации |
вы ходного |
напряж ения |
Л евы х= 2 |
м в |
(0,2% ). |
|
|
|
Рис. 71. П ринципиальная электрическая схем а стабили зато р а 3 в; 3 а.
|
Н а |
|
рис. |
71 |
приведена |
п ракти ческая |
схем а |
стаб и л и зато р а |
на |
||||||||||||||||||
н ап ряж ен и е |
3 |
в |
и |
то к |
нагрузки |
3 |
а. Д а н н а я |
схем а |
принципиально |
||||||||||||||||||
не |
отличается |
от |
схемы |
рис. 69. |
С табилизатор, вклю ченный |
по |
|
сх е |
|||||||||||||||||||
ме |
рис. 71, |
р аб о тает |
от |
напряж ения |
Е лх—6 ± 0 ,6 |
в |
при |
тем п ературе |
|||||||||||||||||||
•окруж аю щ ей |
среды |
от |
— ilO |
до |
+ 5 0 ° С |
и |
имеет |
Следующие |
п о к а за |
||||||||||||||||||
тели: |
|
нестабильность |
при |
изменении |
питаю щ его |
н ап ряж ен и я |
|||||||||||||||||||||
(|Д £цы х)1г=25 |
м в |
(0,08% ); |
нестабильность |
вы ходного |
н ап ряж ен и я |
||||||||||||||||||||||
при |
изменении |
то к а |
нагрузки |
о т |
|
0 |
до |
3 |
|
а |
(Л Е Вы Х) / = 6 , 5 |
м в |
|||||||||||||||
(0,22% ); |
пульсации |
вы ходного |
нап ряж ен и я |
|
Д еПы х = 2 |
м в |
’(0,06% ). |
||||||||||||||||||||
|
Н а |
|
рис. |
|
72 |
приведена |
практи ческая |
схем а |
|
стаб и л и зато р а |
на |
||||||||||||||||
н ап ряж ен и е |
5 |
в |
и |
ток |
нагрузки 15 а с регулированием по цепи |
||||||||||||||||||||||
трехф азного |
переменного тока. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
В |
данной |
схеме |
вы ход |
релаксационного |
|
ген ератора подклю чен |
||||||||||||||||||||
ко входу |
первого |
к аск ад а усиления |
усилителя |
переменного |
тока, |
вы |
|||||||||||||||||||||
полненного |
на |
транзисторе |
Т$ и резисторах |
|
R i— R i. |
С вязь |
первого |
||||||||||||||||||||
к а с к а д а |
|
со |
вторы м |
каскадом |
усилителя |
переменного |
тока, |
вы полнен |
|||||||||||||||||||
ного |
на |
|
транзисторе |
Тц |
и резисторе |
Яг, |
осущ ествляется |
через р а з в я |
|||||||||||||||||||
зы ваю щ ий |
импульсный |
трансф орм атор |
Трг, |
что |
обеспечивает |
га л ь |
|||||||||||||||||||||
ваническую |
|
р азвязк у |
низковольтного |
вы хода |
стаб и л и зато р а |
от |
|||||||||||||||||||||
питаю щ ей |
сети. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Д и о д |
Д7 |
совместно с конденсатором |
C i |
обеспечивает |
вы п рям |
|||||||||||||||||||||
л ен и е |
и |
сглаж и ван и е |
пульсации |
управляю щ его |
транзистором |
Г* |
|||||||||||||||||||||
н ап ряж ен и я, |
которое |
п оявляется |
при |
зап уске |
релаксационного |
гене |
|||||||||||||||||||||
р а то р а |
и |
исчезает |
после прекращ ения |
работы |
генератора. |
В ы ход |
|||||||||||||||||||||
второго |
|
к а ск ад а |
усилителя |
переменного тока св я зан со входом |
с о |
||||||||||||||||||||||
ставного регулирую щ его тран зи стора |
Ti — TV |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
Р езистор R u |
вы полняю щ ий |
ф ункции балластного |
сопротивления, |
|||||||||||||||||||||||
совм естно |
с |
резистором Яз |
обеспечивает |
перераспределение |
м ощ но |
||||||||||||||||||||||
сти |
рассеяния |
м еж ду |
транзисторам и Тг, |
Тг |
|
и |
резистором |
R i |
при |
||||||||||||||||||
изменении |
н ап ряж ен и я |
питаю щ ей |
сети |
и |
изменении |
то к а |
нагрузки . |
||||||||||||||||||||
|
С табилизатор |
р аб о тает |
от |
сети |
н ап ряж ен и я |
2 2 0 ± 1 5 |
в |
с |
ча- |
о
стотой 400 |
гц |
и имеет следую щ ие |
показатели: |
нестабильность, при |
||||||
изменении |
питаю щ его |
напряж ения |
(АЕВЫх ) и = 3 |
мв (0,06% ); неста |
||||||
бильность |
вы ходного |
напряж ения |
при |
изменении тока |
нагрузки |
|||||
в п ределах |
о т |
0,15 до l o |
a |
(A EBu x ) i ~ 5 |
м в |
(0,1% ); |
нестабиль |
|||
ность вы ходного напряж ения |
при изменении |
температуры |
окруж аю |
|||||||
щ ей среды |
в пределах |
от |
— 10 до |
+ 5 0 °С |
(iA £ jm x)t= 25 мв (0,5% ); |
|||||
п ульсац и и |
вы ходного |
напряж ения |
ДеВы х='15 мв (0,3% ). |
|
|
|
|
|
П Р И Л О Ж Е Н И Е |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а П1 |
|
|
Электрические параметры при tQK^ ■= +20-4- +50 “С |
||||
|
Допустимое |
Допустимая |
Обратный ток |
Наибольшая |
Среднее |
Ти1 |
среднее |
(допусти |
значение |
||
значение |
амплитуда |
вентиля при |
мая) тем |
прямого |
|
вентиля |
прямого |
обратного |
“ обр = |
пература |
тока вен |
|
тока вен |
напряжения |
^сОбр.ДОЦ |
окружаю |
тиля при |
|
тиля |
“ аобр.дои* в |
щей среды |
*о.е*дои |
|
|
^обр.доп’ ма |
^о.с.доп* |
|||
|
^в.доп* а |
(+ 20°С) |
^п.нред’ а |
||
|
|
|
°с |
||
|
|
Герм аниевы е |
|
|
|
Д 7 Б |
0 .3 |
100 |
0 ,3 |
70 |
0 ,2 |
Д7В |
0 .3 |
150 |
0 ,3 |
70 |
0 ,2 |
Д 7Г |
0 .3 |
200 |
0 .3 |
70 |
0 ,2 |
Д 7 Д |
0 ,3 |
300 |
0 ,3 |
70 |
0 ,2 |
Д 7Е |
0 .3 |
350 |
0 ,3 |
70 |
0 ,2 |
Д 7 Ж |
0 ,3 |
400 |
0 ,3 |
70 |
0 ,2 |
Д302 |
1 .0 |
200 |
0 ,8 — 1 .5 |
70 |
0 .8 |
ДЗОЗ |
3— 2 ,5 |
150 |
1— 2 |
70 |
1 .5 |
Д304 |
5 — 3 |
100 |
2— 5 |
70 |
1 .8 |
Д305 |
10— 6 ,5 |
50 |
2 ,5 — 10 |
70 |
3 |
|
|
Кремниевые |
|
|
|
Д223 |
0 .0 5 |
50 |
0,001 |
120 |
0 ,0 2 |
Д 223А |
0 ,0 5 |
100 |
0,001 |
120 |
0 .0 2 |
Д 223Б |
0 ,0 5 |
150 |
0,001 |
120 |
0 ,0 2 |
Д 1005А 2 |
0 ,0 5 |
4 0 0 0 |
0 .1 |
120 |
0 ,0 2 |
Д 1008 |
0 ,0 5 |
10 000 |
0 .1 |
120 |
0,02- |
Д1007 |
0 ,0 7 5 |
8 000 |
0 ,1 |
120 |
0 ,0 3 . |
Д 206 |
0 .1 |
100 |
0 .0 5 |
120 |
0 ,1 |
Д 207 |
0,1 |
200 |
0 ,0 5 |
120 |
0 ,1 |
Д208 |
0 ,1 |
300 |
0 ,0 5 |
120 |
0 ,1 |
Д 209 |
0,1 |
400 |
0 ,0 5 |
120 |
0,1 |
Д 2Ю |
0,1 |
500 |
0 ,0 5 |
120 |
0 .1 |
Д211 |
0,1 |
600 |
0 ,0 5 |
120 |
0,1 |
Д 217 |
0 ,1 |
800 |
0 ,0 5 |
120 |
0 ,0 5 : |
(М Д 217) |
|
1 000 |
0 ,0 5 |
|
0 ,0 5 |
Д 218 |
0,1 |
120 |
|||
Д 1004 |
0 ,1 |
2 000 |
0,1 |
120 |
0 .0 4 |
Д 1009 |
0 ,1 |
2 000 |
0 ,1 |
80 |
0 ,1 |
Д 1005Б |
0 ,1 |
4 000 |
0 ,1 |
120 |
0 ,0 4 |
Д 1006 |
0 .1 |
6 0 0 0 |
0 ,1 |
120 |
0 ,0 4 |
Д 1009А |
0 .1 X 2 |
1 0 0 0 X 2 |
0 ,1 |
80 |
0 .1 |
Д 226Д |
0 ,3 |
100 |
0,1 |
80 |
0 ,2 |
Д 226Г |
0 ,3 |
200 |
0 .1 |
80 |
0 ,2 |
Д 237А |
0 .3 |
200 |
0 ,0 5 |
125 |
0 ,1 |