Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Федосеев П.Г. Основы проектирования транзисторных стабилизаторов напряжения учеб. пособие для студентов специальности 0615 Звукотехника

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
4.44 Mб
Скачать

Совместное решение уравнений (21—25) дает следующее обобщенное соотношение для расчета погрешности:

Д Ц Й

=

^ „ о

+ ^ , , Е +

 

 

=

( V

-

Тт ~ К А Ч Д )

X

N /

 

On max — QQ min

i

(

@в2£ п2

, n

\

a„, —

g„

 

X 1

+

/<P

/ ч д Е

+

^

 

v . n c £ D

1

T - ^ D l j

1 +

ATp

A

 

 

 

 

V P

+

 

^ г

р

А /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ u l i V ^

 

l + к р

J / n / ?

 

 

 

 

пли

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д/у — (r

_ v — К n i \

 

0

"1 3 X

4- l a " ' ~ a " )

п

' ~\- P

д /

где

 

р = / С Л у ^ Л с Л , « * Л = V , E ;

 

 

 

Qi.2 =

QyKc\KQ-iKn\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q»i

= Q C I ^ A T H

+

 

Q c 2 ^ „

- f

Q „ ;

 

 

 

 

Ui

 

( 1 + / < P ) V £ B , . V _

_

/?|p

_

/?,,,

 

'

Р в ^ в Ь У + . О в ^ . Ь у '

, с т

1 - г / < р ' " п с

 

Яд,

'

Практически удобнее использовать вторую форму уравнения погрешности, т. е. сначала определять и н /?,-Ст. Применительно к конкретным схемам изменяется главным образом способ опре­ деления RiP и х.

Показатели стабилизаторов с однокаскадным УПТ

1. Стабилизатор с питанием УПТ от основного выпрямителя (рис. П.9, а):

в1Л' *-'в2Л" пс

'

QD2 +.QB , £ B W

'

Ч , С Т

1 + Кр '

^ = (т,, -

тг - * Л т д ) -

^

f - + ^

р й . uiiN + /?(,тл/,

100

2. Стабилизатор с питанием УПТ от "источника повышенного'

'нестабилизированного напряжения (рис. 11.10):

всхеме рис. 11.10, а —

 

 

^,p

=

Q ^ . r ^ + ( Q . . - Q u ) ^ i

+

^ s

;

 

 

 

Wo\V2

 

EalNEa'2N

 

 

п

'

 

А'Р

 

 

 

 

 

w\

~

u\

 

;

R i c \

 

-1 + * Р '

 

 

 

 

 

- 1 + * Р

 

Ц,.у =

 

( 1 + * Р ) Ц ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛгЛ'

 

 

 

VBI Т ^ j ^ /

Ч'В2

 

 

 

 

 

 

 

 

в

схеме

рис. 11.10, б

при

последовательном

включении B t

и В2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W3W2

 

£

в 2 Л ' £

в 1 Л - .

 

п

 

А'Р

 

 

 

 

 

 

 

~~

и\

'

 

V'CT

 

 

 

 

 

<?BI +

ODS|1

 

+ - г ч

^Bl/V

 

 

( Q D 2 + 0 B l ) £ B W 4 ^ 2 ; V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Стабилизатор с динамической нагрузкой УПТ (рис. 11.12):

 

 

Q B i =

QYAKAKJCK

 

+

QCLKC2KN

+

QAKH

+

Q „ ;

 

 

О

 

p

I

flic::

I

Rig

 

 

j

 

А'Д

 

 

 

 

 

 

 

"21э

 

"21э''21э

 

"21э"21э"21э

 

 

 

 

^ P = ( Q B 1 - Q H ) ^ + ^ J

 

 

 

 

 

 

 

1

+

 

^)|/У .

 

л

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Стабилизатор с двухкаскадным УПТ на транзисторах раз­

ного типа проводимости

(рис. 11.14, а):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КР =

 

KJ<NKRJ<J<„«/СдАГу^уз;

 

 

 

 

QBI =

Q y l K y 2 W „

4-

Q Y

B

W H

+

QC/<"„ +

Q„;

 

О

=

/ ?

 

I

foe

I

^ ' У 2

I

^ y ^ ' - y .

 

 

^ / S

^ / и

 

" T

, n

T

, н

 

, c

Л н

, c

,y2

-

 

 

 

 

 

 

 

"21э

 

"21э"21э

 

"21э"21э"21э

 

 

 

 

1

 

+ * Р

" „ Л .

 

о

 

fl-'P

 

 

 

 

 

 

 

 

QBI

 

£ B U V '

 

' C T

1 + ^P

 

101

§5. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СТАБИЛИЗАТОРА -

СИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ ТРАНЗИСТОРОМ, ВКЛЮЧЕННЫМ

ПАРАЛЛЕЛЬНО НАГРУЗКЕ

Входные и выходные сопротивления, коэффициенты усиления УПТ и согласующих эмиттерных повторителейопределяются ранее рассмотренными соотношениями. Однако следует учиты­ вать, что в схеме с параллельным включением Ти усилитель сигнала ошибки и согласующие каскады получают питание с выхода стабилизатора и непосредственного влияния возмуще­ ний не испытывают. Поэтому коэффициенты передачи возму­ щений Qy , QC I , Qc 2 можно не учитывать. Это не вносит заметной погрешности, однако намного упрощает расчет.

Существенное отличие имеется в расчете показателей

испол­

нительного каскада, поскольку он включен по схеме ОЭ.

 

Рассмотрим основные расчетные соотношения применительно

к схеме

стабилизатора

по рис. 11.15, а при следующих

усло­

виях:

 

 

 

 

 

а) балластное сопротивление

линейно, и его величина

с уче­

том внутреннего сопротивления

Reo^Re

+ Rsi известна;

 

б) исполнительный транзистор включен параллельно за­

жимам

нагрузки ( # К = - # 7

= 0) совместно

со стабилитроном, за­

дающим

смещение (КСЭ).

В расчетных

формулах /i-параметры

транзисторов будем снабжать индексами сверху, отвечающими обозначению транзистора на схеме рис. 11.15, а.

Удобен следующий порядок определения параметров.

Выходные сопротивления:

 

 

Ru

= (Ri +

0,5/?„) II (/?, +

0,5ЯП );

Rn =

Я з | №

; Rn=/im

+ 1+А:,п21э >

RIC=R4R™,

/ ? "

= АГЙ»

+

 

,ГЗ

'

 

 

 

 

1 + А,

 

 

 

 

 

 

•21 э

 

Ri« = [R«N II Я " )

II ^ б о ;

[Reo =

Rg +

Rs +

RBi];

Rl

( 1 + * 2 1 э ) К и 5 + / ? д 8 ) + . * ,

 

102

Входные сопротивления:

 

 

 

 

 

 

 

 

1 +

Л2 ,'э

(/т!шу || Лцп)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ане

=

Ас

 

II Ann!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ ? о с =

 

(1 +

Aj"i») (Лив +

/?.,с);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А к 2 ~ ~ А 4 1 | А 0 с ;

 

 

 

 

 

Л о У 2

=

Лив

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

+

"21э +

Л 2 2 э " к ~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А , < 1 ~ ~ А 3 | | А / 2

( 9 ) ,

 

 

 

 

где

 

 

А / 2 ( э )

=

пив

Н

 

 

л

t 7 M

 

выходное

сопротивление Т2 со стороны эмиттера.

 

 

 

 

 

Коэффициенты усиления и передачи:

 

 

 

 

 

 

 

К =

 

R2

+

 

0,5Rn

 

.

 

J,

 

,s

R,

 

 

 

 

П з

^

 

u'u^n

 

'

К = К

 

01

 

 

 

д Е

 

 

Л, +

Ri + Лп

 

 

д

 

д Е

^01 +

Ri.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K l -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л П б

+ Як1-

 

 

 

 

 

N ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ г 2 1 9 ^ к 2 ~

 

-

 

 

 

 

У

З

~ 1 + ^ + ^ К Г б

 

+

/ ? д 1 + ^ 1 ) ;

 

 

 

 

/ C C

= ( I + A ! ? 9 ) I 5 T

 

 

 

 

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л 2 1 э

(#нЛГ ||

^бо)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ l + " S ( / ? , i y v | | ^ 6 0 ) ] ^ o „

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А 21 4 э

( ^ ш У || ^бо) .

 

 

 

 

~

(1

+

"",)

 

(Л Г.б +

* д 2 )

+

л Г 2 ' б л - "

 

«бо)

 

 

Коэффициенты передачи

возмущений:

 

 

 

 

 

 

 

Q

_^

 

 

 

 

^R„N

 

 

 

 

_

 

 

 

 

 

 

 

^ и ' - ^ б О +

Л/н^нЛГ +

ReoRiN

 

 

 

_

[1 + С

(/?„„ || /?«,)] ( % + Я,с )

Яшу + R

6

0 '

 

( 1 + * « э )

 

К > б

+

 

 

 

 

 

 

 

ДнЛГ

 

/?*р =

АнЛ' || АбО || /Ж =

 

х ж

 

^

У "

р

 

р

Уравнения

стабилизатора:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ш

= К — R M

Ш = К \U •

 

Д ^ В Х 2

=

 

-

д ^зо;

1 д

^ о =

(Т« +

ТГ

-

«Лд) А60];

 

 

Дс7 =

К Ш

+

0 АЕ

, +

R,

А/

Погрешность

11

 

И

UX11 1

^-11

в1 1

ч р

п/?

стабилизации:

 

 

 

 

 

 

 

Мя = (ткс

+ Т, -

«,ТД ) ^

 

+

 

A fв 1

+

А/,,,,

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КВ =

 

KAKYJ<Y,KJ<N

 

 

 

 

Коэффициент стабилизации и выходное сопротивление:

 

 

 

! + К Р

UNN_

 

_ Дг р

 

 

П р и м е ч а н и я :

1.

Приведенные

расчетные

соотношения

справедливы

и для

схемы с нелинейным

балластным сопротив­

лением. В этом случае необходимо в качестве R60 брать диффе­ ренциальное сопротивление нелинейного элемента в рабочей

точке /

или 2 на характеристиках (рис. ШЛО).

 

 

2. В том случае, когда в цепи коллектора

Г„ имеется сопро­

тивление RK = R7,

следует

принимать

 

 

 

 

 

а)

 

Ri?

 

- R i n

-

[RUN\\

+ Ri)}

II Reo

;

 

б)

#„«

(1

+

h™) ( А ш

+

*да) +

 

[KN II ^ б о +

^ т ] .

 

 

 

^ + А я 9 ( / г " Л г | | / ? б о + Л 7 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

А 2Г 14 э (^нЛ>

|| ^60

+ * 7 )

 

 

Ч1Л'

'ЧЮ

 

 

 

+

А 2 2 э (^нУУ || ^60

^ 7 ) ]

^oii

R»N

|| ^60

+

^7

 

 

 

r)

 

Q„ =

 

{R)u + ^7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Я/и

+

* 7 )

( / ? „ „ +

Я б 0 )

+ Яб0Я„ЛГ

 

 

ЛЙ Т Е Р А Т У Р А

1.

Б е л о п о л ь с к и й

И.

И.

и

др. Проектирование

источников

электро­

питания

радиоаппаратуры.

М.,

«Энергия»,

1967.

 

 

2.

Источники

электропитания

на полупроводниковых

приборах,

проекти­

рование

и

расчет.

Под ред.

С. Д.

Д о д и к а и Е. И.

Г а л ь п е р п и а. М.,

«Советское

радио»,

1969.

 

 

 

 

 

 

 

3.

Д о

д и к С. Д. Полупроводниковые

стабилизаторы

постоянного

напря­

жения и тока. М.,

«Советское

радио»,

1962.

 

 

 

4.

К а р п о в

В. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы

напряжения

и тока. М., «Энергия»,

1967.

 

 

 

104

5.

С а ф р о ш к и и

Ю. В. Переходные характеристики и устойчивость

транзисторных стабилизаторов напряжения и

тока. М., «Энергия»,

1968.

6.

К а р п о в В. И. Устройство

защиты

полупроводниковых стабилиза­

торов

от перегрузки

и

их классификация. Сб. «Полупроводниковые

приборы

и их применение», вып. II. М., «Советское радио»,

1964.

 

7.

Ф е д о с е е в

П.

Г. Расчет

статической

погрешности транзисторных

•стабилизаторов напряжения. Труды Ленинградского института кпноинжене-

ров, вып. XV. Л.,

1971.

8. Ф е д о с е

е в П. Г. Анализ работы усилительного каскада транзистор­

ных стабилизаторов напряжения. Труды Ленинградского института кпнониженеров, вып. XVIII . Л., 1972.

9. Ф е д о с е е в П. Г. Выбор режима и определение характеристик ис­ полнительного и согласующих каскадов транзисторных стабилизаторов напря­ жения. Труды Ленинградского института кииоинженеров, вып. XVIII, Л., 1972.

10. К и т а е в В. Е., Б о к у и я е в А. А. Проектирование источников элект­ ропитания устройств связи. М., «Связь», 1972.

 

 

 

 

 

 

 

О Г Л А В Л Е Н И Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стр.

В в е д е н и е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Г л а в а

I. Элементы

теории

транзисторных

стабилизаторов

напря­

 

 

жения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

§

1. Типовая

 

схема и принцип действия стабилизатора

4

 

§

2.

Технические показатели и характеристики стабили­

 

 

 

 

затора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

§

3.

Устойчивость

стабилизатора

 

 

 

 

18

Г л а в а

II. Выбор

схемы

стабилизатора

 

 

 

 

 

22

 

§

1.

Общие

предпосылки

 

 

 

 

 

 

. 2 2

 

§ 2. Схемы исполнительного элемента

 

 

 

25

 

§

3.

Схемы

 

формирования

и

усиления

сигнала

ошибки

30

 

§ 4.

Схемы

транзисторных

стабилизаторов напряжения .

38

Г л а в а III. Определение

режима

 

работы

и

расчет

элементов

схемы

 

>

стабилизатора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

58

 

§

1.

Исходные

данные

для

расчета

 

 

 

58

 

§

2.

Расчет

режима

исполнительного

транзистора, вклю­

 

 

 

 

ченного

последовательно

с

нагрузкой

 

59

 

§

3.

Расчет

 

элементов

схемы

усилителя

сигнала

ошибки

 

 

 

 

и

схемы

сравнения

 

 

 

 

 

 

75

 

§

4.

Расчет

 

режима

исполнительного

транзистора, вклю­

 

 

 

 

ченного

параллельно

нагрузке

 

 

 

81

Г л а в а

IV. Расчет

показателей стабилизатора

 

 

 

90

 

§

1.

Общий

порядок

расчета. Обозначения

 

90

 

§

2.

Определение

параметров

отдельных

каскадов

. . .

93

 

§

3.

Показатели

простейших

стабилизаторов на

основе

 

 

 

 

эмиттерных

повторителей

 

 

 

 

 

98

 

§

4.

Показатели

стабилизаторов

с

усилителем

сигнала

 

 

 

 

ошибки . . .

 

 

 

 

 

 

 

 

98

 

§

5.

Расчет показателей стабилизатора с параллельным

 

 

 

 

исполнительным

транзистором

 

 

 

102

Л и т е р а т у р а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

104

ЗАМЕЧЕНЫ1ЫЕ ОПЕЧАТКИ

Строка

Напечатано

Следует

читать

 

 

2*-Я снизу

 

 

 

 

 

 

1-я

сверху £ Д

В 2

=

£ Д

3

Д £ ю

= Д £ 3

 

 

 

 

 

ч

4-я

снизу

 

 

 

 

 

/<сн

7-я

снизу

 

 

 

 

 

hT2

 

 

 

 

 

121э

Павел Габрилович Федосеев

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ТР А Н З И С Т О Р Н Ы Х СТАБИЛИЗАТОРОВ Н А П Р Я Ж Е Н И Я

Редактор М. А. Неупокоева

Технический редактор Л. Л. Малкес

Сдано о набор 9/X 1973 г.

Подписано к печати

14/1 1974 г.

М-03042

Формат 60X90/16

 

Печ. л.6,75

Уч.-изд. л. 5.

Бумага

типографская № 3

Тир. 1000 экз.

Заказ 1541

 

 

Цена 62 коп.

 

 

Л И К И , 196126, Ленинград, ул. Правды, 13

Ленинградская типография № 12 им. М. И. Лоханкова

 

Союзполиграфпрома

при Государственном комитете

Совета Министров СССР по делам издательств,

полиграфин

 

и книжной

торговли

 

 

196126, Ленинград,

ул. Правды, 15.

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ