книги / Проектирование источников электропитания устройств связи
..pdfбилизатора; /и макета), |
1 итш(а) — максимальный и |
минимальный |
|||||||
токи |
нагрузки |
стабилизатора; Г{(ом) — внутреннее |
сопротивление |
||||||
стабилизатора; |
Кст— коэффициент стабилизации по входному на |
||||||||
пряжению; |
Uвых~(в) — амплитуда пульсации выходного напряже |
||||||||
ния; |
/о 1ф м а к с (° С ), |
^окрмин(°С — пределы |
измерения |
температуры |
|||||
окружающей |
среды; у(мв/°С) — температурный коэффициент ста |
||||||||
билизатора; г) — кпд стабилизатора. |
|
|
|||||||
Р а с ч е т |
с ил о в о й |
ч а с т и с т а б и л и з а т о р а . Силовая |
|||||||
часть (рис. 5.30а) |
состоит из составного |
регулирующего транзисто |
|||||||
ра Т\\, Т12, дросселя Дри емко |
|
|
|||||||
сти |
Сн, |
коммутирующего диода |
|
|
|||||
Д 2 и |
схемы |
утравления регули |
|
|
|||||
рующим |
транзистором. Рассмот |
|
|
||||||
рим |
процесс |
переключения силос |
|
|
|||||
ного регулирующего' транзистора |
|
|
|||||||
Тп и коммутирующего диода Дг |
|
|
|||||||
(рис. 5.31). В момент t\ в цепь |
|
|
|||||||
базы |
закрытого |
транзистора Тп |
|
|
|||||
подан импульс тока, достаточный |
|
|
|||||||
дли насыщения |
цепи коллектора.. |
|
|
||||||
Рабочая точка |
транзистора .пере |
|
|
||||||
мещается |
из |
области |
отсечки .в |
|
|
||||
область насыщения за -время tш |
|
|
|||||||
которое зависит от величины тока |
|
|
|||||||
базы |
|
(Д/боп) |
|
и |
частотных |
|
|
||
свойств |
транзистора. |
Исходя из |
|
|
постоянства! тока в дросселе Др\, |
|
|
|
|||||
ток диода Дг—iдг |
уменьшается, |
Рис. 5.30. ;К расчету импульсного |
||||||
1напряжеН!И1е-н-а. диоде Дг мало-, а |
||||||||
стабилизатора: |
|
|||||||
к транзистору приложено напря |
а) .схема силовой части импульс |
|||||||
жение, |
равное |
входному — U0. |
ного |
стабилизатора |
-постоянного |
|||
Так как |
обратное сопротивление |
напряжения; б) схема |
параллель |
|||||
диода Дг |
вооста1Н1авливаеФСя |
не |
ного |
.включения регулирующих |
||||
транзисторов |
|
|||||||
мгновенно возможен выброс кол |
|
|
|
|||||
лекторного тока |
на |
величину, |
не |
|
|
|
превышающую Д/б он, 5ц. В интервале восстановление диода Д2 ток *Д2 меняет знак. Амплитуда отрицательного выброса тока диода не
превышает |
величины, равной /д 2(-)~ Д/боп^н—Iдгмин. |
В момент |
|
времени /2 |
коллекторный |
ток транзистора стал равен |
/ к ц Мин = |
= I дг мим» напряжение акэи уменьшилось до напряжения насыщения |
|||
Укэпнас. а ток в диоде Дг упал до нуля. |
|
||
В интервале времени |
ток коллектора Т\{ возрастает, ток |
диода Дг равен обратному току, напряжение аКэп равно напряже нию насыщения, а напряжение на диоде адг равно входному {/0.
В момент /3 на базу транзистора Ти подается запирающее на пряжение, ток базы Т\\ меняет свое направление, а ток коллектора начинает уменьшаться с задержкой на время рассасывания избы точной концентрации неосновных носителей в базе.
•К// |
|
|
|
|
|
|
Как только |
ток |
|
коллек |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
тора |
Т\\ |
уменьшится, |
эдс |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
«самоииду«кmHiH дросселя |
ме |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
няет знак и включает дию-д |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Д 2. Напряжение и,а -нем па |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
дает до иуля, а напряжение |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
WH э 11 |
'возрастает |
до |
величи - |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
1ны входного напряжения U0. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Транзистор Т\\ |
переходит из |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
:Н асыЩСННОГО |
СОСТОЯНИЯ |
в |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
■реж1И.м отсечной за время tV |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
величин а |
которого |
|
зави-сит |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
от частотных |
свойств тран |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
зистора !Иот величины изме |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
нения тока базы Д/бзп- В |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
интер в-але запирания напря- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
жение t/кэп .м-а«си.м»алыно и |
||||||||
|
|
1Д2МЖI |
|
|
|
ipaiBiHio U0. |
|
|
|
|
|
в основ |
|||
|
% м и н \ |
|
|
|
^Величина Д/бзп |
|
|||||||||
|
|
|
i r r i |
|
|
ном |
зависит от внутреннего |
||||||||
% |
\ \ |
к г Н |
| 1 |
\ \ |
|
|
conip-oTHiBления зainiHipaющего |
||||||||
14 |
|l |
и |
|
|
источника, так как в интер- |
||||||||||
|
1 |
7^ |
1 |
1 |
|
|
вале |
ipacoacbiBaiHiHH |
эмигтер- |
||||||
|
1 |
Цо |
1 |
1 |
|
X |
ный |
переход |
Ти |
представ |
|||||
|
-----L |
J______ L |
|
ляет |
собой |
весьма |
|
неболь |
|||||||
|
tj \г |
|
t j t s |
|
*7 t8 t |
шое |
сопротивление. |
В мо |
|||||||
Рис. б.3‘1. Графики [процессов 1переключени.я |
мент |
времени 14 |
ток |
iK11 |
|||||||||||
•регулирующего |
транзистора |
Ги |
ч комму |
уменьшается |
|
до |
минималь |
||||||||
тирующего удиода Дг |
1 Д2 |
|
|
ной величины, ipia-вной приб |
|||||||||||
лизительно /ко, а ТОК |
увеличивается ДО /д 2 макс = /к |
11 макс- |
|
||||||||||||
не, |
В интервале 14—*5 юк коллектора равен минимальной величи |
||||||||||||||
ток |
диода |
уменьшается, |
напряжение икэп = ^о, |
а напряжение |
на диоде равно минимальной величине. Начиная с момента време
ни /5, процесс повторяется. |
1. Определяем минимальное Uо мин, но |
|||
П о р я д о к ра сче т а . |
||||
минальное U0 и максимальное |
U0 Макс значения входного напряже |
|||
ния стабилизатора: |
|
|
|
|
I U Q мин ^ (^/вых.макс “I” Д £/др1 Ь^/кэП нас |
Г U R1 “Ь |
U Q УУмакс» (5*64) |
||
U 0 = |
^ 0 |
мин/( 1 |
а мин)’» |
(5.65) |
^Омакс = |
^ 0 ( 1 + ^ а к с ) , |
(5.66) |
где Д(/др« (0,074-0,009)1/Вых — падение напряжения на активном сопротивлении дросселя; Uкэпнас — напряжение коллектор—эмит тер в режиме насыщения; Vm — падение напряжения на сопротив лении Ri\ Uo^ — амплитуда пульсации на входе стабилизатора; и 0и^ — амплитуда пульсации на входе стабилизатора из-за им-
пульсного характера тока коллектора транзистора; умакс — макси
мальное значение относительного времени импульса |
транзисто |
ра Г, 1. |
приближен |
Величина Uк э цнас для германиевых транзисторов |
но равна 0,5-ь-1 в, для кремниевых — 2ч-3 в. 'Величина 'UR7 прибли
женно равна напряжению насыщения транзистора |
Ti2— UKэ 12 нас- |
||
Величиной t/кэ 12 нас задаемся, как это показано |
выше. |
Величи |
|
ну умакс принимаем равной 0,85-ь0,95. |
|
|
|
Если величины U0мин, U0, .С0Макс заданы, необходимо проверить |
|||
выполнение неравенства (5.64). |
|
регулирую |
|
2. |
Задаемся минимальной частотой переключения |
щего транзистора /о мин. В стабилизаторах, работающих в режиме широтно-импульсной модуляции, частота переключения постоян на: fo~fo мин= /о макс- В стабилизаторах релейного типа частота из меняется при изменении входного напряжения. При изменении тока нагрузки частота переключения в стабилизаторах релейного типа изменяется незначительно.
Определяем максимальное и уточняем минимальное значения относительной длительности импульса транзистора:
^вых.макс |
|
|
Умакс |
0 мин |
(5.67) |
и |
||
|
|
|
^вых.мнн |
|
|
Умин |
|
|
U Q макс |
|
|
Для стабилизаторов 'релейного |
типа определяем параметр т |
и максимальную частоту переключения регулирующего транзисто ра /о макс*
т = |
^вых.макс (^о мин ^вых.макс) |
(5.68) |
|
|
/о мин U , мин |
||
|
|
|
|
для схемы стабилизатора |
рис. 5.26 т=2Д<7Тр R9C1, где ДСТр — по |
рог срабатывания триггера, приведенный ко входу усилителя (Гу);
/омакс |
( U p |
макс ~ |
^вых.мин) |
(5.69) |
т |
U p макс |
|
Как видно из (5.69), частота переключения будет максимальной при максимальном значении входного напряжения. 'Величина /о макс не должна превышать предельную частоту элементов, используе мых в схеме стабилизатора. Если частота ;/омакс превышает пре дельную величину, необходимо увеличить f/омип и соответственно пересчитать величину т. В этом случае изменения частоты при из менении входного напряжения будут меньше.
3. Определяем величину индуктивности дросселя Др\—L\ и ве личину емкости Си. В стабилизаторах, работающих в режиме ши-
ротно-импульсной модуляции, для двойной амплитуды пульсации выходного напряжения можно записать выражение
, . |
( t /в ы х ) 2 |
2£/Вых~=--------------(5.70) |
|
|
8/2^1 с„ |
Как видно из (5.70), величина 2£/ВЫх~ |
зависит как от величины |
|
и 0, так и от величины |
UВЫхЗависимости 2UDbli~ = {(ивЫтУ при |
|
постоянных величинах |
UQ приведены на |
рис. 5.32. Максимальная |
Рис. 5.32. Зависимость амплитуды пульсации от величины выходного иагиряжения в ста1билизаторах с широтно-импульсной модулящией \(Uo2 > U o i )
величина пульсации будет «иметь место при ^вых= 0,5^0. Увеличе ние входного -напряжения приводит к увеличению пульсации -и к сдвигу максимума пульсации.
Зная величину пульсации на выходе стабилизатора, можно из (5.70) определить величину LXCU. Величина L\CUдолжна быть та кой, чтобы при заданных пределах изменения -входного и выход ного напряжений стабилизатора амплитуда пульсации не превы
шала |
предельного значения. При определении L XCH возможны три |
||||
случая: |
|
|
|
|
|
а ) |
^вых.мин > 0 ,5 U Q макс |
|
|
||
|
|
|
|
( ^ вых. мин)2 |
|
|
С» |
—* |
|
U л макс |
(5.71) |
|
16^<Увых~ |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
и. |
( ^ых.мин)2 |
|
|
|
и |
|
иа |
|
|
|
|
А//о |
|
||
|
|
|
|
||
б) |
|
|
|
|
|
и вых.макс <0,5 UQмакс |
|
||||
|
|
||||
|
|
и |
вых.макс ' |
( ^вых.макс) |
|
|
Сн |
Utо макс |
(5.72) |
||
|
|
|
|||
|
|
|
16 /оUвых^ |
||
|
|
|
|
||
|
|
|
( ивых.макс^ |
|
|
|
L ,= |
вых.макс' |
о макс |
|
|
|
|
|
|
А//о
'ВЫХ.МИН <С 0 ,5 U0макс < и вых.макс
в) |
LiCH=• Uoмакс |
(5 .7 3 ) |
|
|
64 /о Увых,^ |
||
|
Li |
Up макс |
|
|
4 А / / о |
|
|
|
|
|
|
В выражениях (5.71) —(5.73) А/ — полное |
приращение тока в |
||
дросселе Др\. Величина AI по возможности должна быть не более |
|||
2/нмин. При |
малых величинах /нмин или при /нмин = 0 это условие |
||
выполнить |
трудно. |
|
|
Принимаем 2/Нмин>А/>|(0,01-=-0,05)/нмакс. Определив величи ны L\CUи Lu находим величину Сн. Необходимо отметить, что при скачкообразном изменении тока нагрузки от /нмакс до /нмин на выходе стабилизатора возникает положительный выброс напряже ния. Амплитуда выброса 'выходного напряжения определяется из выражения
л / / |
л с ( ^н.макс |
Льмин)2 ^1 |
/с ^ Л\ |
Аь'выбр ~ |
",5 ------— j |
------------- |
(5.74) |
^вых.мин
Если амплитуда выброса Л£/Выбр превышает заданное значение, величину емкости необходимо определять из (5.74). При этом ве личину индуктивности Li оставляем без изменения. В стабилиза торах релейного типа Lu Св определяем следующим образом: за даемся величиной изменения в дросселе Д/ так, как это показано для стабилизаторов с широтно-импульсной модуляцией; опреде ляем величину L] из выражения
U = /л/Д / , |
(5 .7 5 ) |
где т — параметр стабилизатора, определяется в п. 2 (см. стр. 133) расчета.
Определив величину Lu рассчитываем дроссель (см. гл. 3) или выбираем стандартный из приложения П.3.1.
Определим величину емкости Ся:
|
|
Г — |
|
д / |
|
(5 .7 6 ) |
|
|
|
Н~16/0МминИ„и,^вых-^ |
|
|
|||
Из |
справочника выбираем |
тип |
емкости Сп. Из |
(5.74) опреде |
|
||
ляем |
величину выброса |
выходного |
напряжения |
стабилизатора |
|
||
A Uвыбр при скачкообразном уменьшении тока от /нмакс до / Нмин. |
|
||||||
Если Д С /Выбр превышает предельно допустимое значение, величину |
|
||||||
емкости Сн пересчитываем по (5.74), задаваясь предельной вели |
|
||||||
чиной |
выброса. |
напряжение |
коллектора |
транзистора |
— |
||
4. |
Максимальное |
||||||
Ч ц\) и макс равно: |
|
|
макс +U Д2> |
|
|
||
|
^ к .э |
11 макс |
^ |
(5 .7 7 ) |
|
где Uдг — падение напряжения на открытом диоде Дг-
Максимальное значение тока коллектора Т\ 1— и маис опреде ляется из следующего выражения:
^кХ1 макс = ^н.макс+А ^/2. |
(5.78) |
По величинам l/каимакс, /к и макс ориентировочно |
выбираем |
тип транзистора Тц. Определяем величину тока базы Ти, необхо димую для насыщения транзистора:
Л / б о и ^ б о ! ^ - ^ ^ . |
(5 .7 9 ) |
Е>11 мнн |
|
где Ь=(1,5“-Й)— коэффициент насыщения транзистора; flu мин — минимальный статический коэффициент усиления по току транзи
стора Тц в схеме с общим эмиттером. |
тока базы |
|
От величи |
||||
Задаемся величиной запирающего |
/ б з п . |
||||||
ны /б з и |
зависит величина |
времени |
выключения |
транзистора Ги, |
|||
а соответственно и величина рассеиваемой мощности. |
|
||||||
Максимальное значение тока коллектора Т2 равно / б з п , поэто |
|||||||
му от этой величины зависит выбор транзистора |
Т2 по максималь |
||||||
ному току. |
|
|
|
|
|
|
|
Принимаем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ б.з и |
11 макс ^ |
|
|
|
(5.80) |
|
|
мин |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
A/f.sll = А / б0и +АззИ |
|
|
|
||
Определяем время включения транзистора /ни, время его вык |
|||||||
лючения |
11 и время рассасывания красен*. |
|
|
|
|||
|
|
Hll ‘ |
11 макс . |
|
|
(5.81) |
|
|
|
Вц А |
о 11 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
*с И |
|
/к и |
макс |
|
|
(5.82) |
|
В Вц A /g з \\ — (#11 А / б о 11 — |
11 макс) |
|||||
|
|
* |
|||||
|
|
р |
^11 А /бо и — /к111 |
|
|
|
|
|
|
расе11 ' |
В1 1 Д Л>.3 11 |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
||
где тн= |
В |
1 |
|
|
частоты |
транзисто- |
|
„ _ i1— = -5—;----; fa /в а — граничные |
|||||||
|
■‘ “ 'a l l |
‘ n /f lll ' |
|
|
|
|
|
ра Ти в схеме с общей 'базой и в схеме с общим эмиттером соот ветственно.
Зная величины ^ „ Э11макс, Л< и Маис. А /б 011, Д /б э 11, Ub tc, можно определить мощность, рассеиваемую транзистором Тц—Ркпмаис-
Мощность Як и макс состоит из трех составляющих: мощности, рассеиваемой транзистором в режиме насыщения (Ямнас), мощно сти, рассеиваемой в режиме отсечки (Яц0тс), и мощности рассеи ваемой транзистором в активной области, — мощности переключе ния (Яцпер).
Максимальные |
значения составляющих |
Р ц н а с т , |
Р \\от ст , |
|
Р 11 пер т можно определить .из следующих выражений: |
|
|||
Р И нас т = U K.S И нас ( / н.макс 4“ /б о и ) Умакс |
|
|
||
P ll отс т ~ |
^ к .э 11 |
макс /к о 11 макс 0 YMHH) |
* |
(5 .8 3 ) |
Риперт = |
^ к .э 11 |
макс ^н.макс (^нИ4“ ^cll) fo макс/^ , |
|
Величина /к о п макс определяется из справочн1Ика при максималь ной температуре коллекторного перехода.
Суммируя отдельные составляющие, получим величину макси мальной мощности, рассеиваемой транзистором Гп:
Рк 11 макс P ll наст 4“ Р ц отс т 4" P ll пер т* |
(5 .8 4 ) |
Необходимо отметить, что выражение (5.84) дает -несколько за вышенную -величину Як 11 макс. Из выражения (5.36) определяем величину Япред транзистора. Если величина Р к и макс>Я пред, то из приложения 1П6 по тепловым характеристикам выбираем стандарт ный радиатор. Если выбранный транзистор не проходит по мощ ности ни с одним радиатором «ли не проходит по максимальному току, необходимо использовать параллельное .включение транзи сторов (см. рис. 5.306). Для выравнивания мощностей параллель но включенных транзисторов в цепи их эмиттеров включают сопро-
ппар
тивление R e . Его величина определяется из[18]: R e = У Я в ы х м ак с , X
Х Я в ы х мин» где Я вы х макс, (/?вых мин максимально и минимально воз можные значения выходных сопротивлений транзистора Гп в ре
жиме |
насыщения: |
|
|
|
|
и,к.э 11 нас.мин |
|
||||
|
|
|
Utк.э 11 нас.макс |
я* |
|
|
|||||
|
|
|
|
'к 11 макс |
|
|
|
'к 11 макс |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где / к и макс — максимальный |
ток |
одного |
транзистора, |
'равный |
|||||||
I кпмакс |
Ппар — число транзисторов, включенных параллельно. |
||||||||||
------ |
|
||||||||||
г‘пар |
Определяем |
величину напряжения |
UKэ 1 2 макс, ток /к 1 2 макс и |
||||||||
5. |
|||||||||||
МОЩНОСТЬ Я„ 1 2 макс |
ВеЛИЧИНЗ UK э 12 макс ^ |
U K э 11макс- Ток /к 12 макс ^ |
|||||||||
~/боп. Мощность Як 1 2 макс определяется из выражения |
|
||||||||||
|
|
|
|
п |
г» |
|
/к 12 макс |
|
|
(5.85) |
|
|
|
|
|
к 12 макс : |
к И макс |
|
|
|
|
||
По Величинам £Ло12макс. ^к 12 макс» Як 1 2 макс Выбираем ТИП трЗН* |
|||||||||||
зистора Т12. Из i(5.36) определяем Я Пред для транзистора |
Т12. Если |
||||||||||
Я п р е д > Я к 12макс, |
транзистор Т12 |
используется |
без |
радиатора. Если |
|||||||
Япред<ЯК12Макс> |
из приложения |
П6 по тепловым |
характеристикам |
выбираем соответствующий радиатор. Определяем величину тока базы транзистора Тх2, .необходимую для его насыщения:
I,6 012 Л? О11 Ь, (5.86)
где b = (l,5-i-2).
Максимальное падение напряжения на сопротивлении R? приб лиженно равно напряжению насыщения Т\2— £/КЭ12нас, что прак тически составляет не более 0,5-f-l в для германиевых транзисто ров и не более 2ч-3 в для кремниевых.
Величину R7 можно определить из выражения
*7 |
t/к» 18 |
нас |
(5.87) |
|
|
Ас 11 макс
6. Диод Д 2 выбирается, исходя из максимальной величины тока •и напряжения, приложенного .в обратном направлении.
Максимальный ток диода Дч—/дг макс = /к и макс. Наибольшее обратное напряжение диода равно максимальному напряжению на входе стабилизатора: t/д г обр=£/омакс-
Мощность, рассеиваемая диодом:
^Д 2макс ^ ^ Д 2 Ас.макс (^ ’ "Умин)> |
(5.88) |
|
где Uдг —напряжение |
на открытом диоде Д 2 при токе, |
равном |
Лсмаке (определяется из |
вольтамперных характеристик). |
|
Рмс. 5.33. Схемы запирания регулирующего тран зистора:
а) и б) запирающий источник — заряженная емкость; в) автономный источник запирающего напряжения
7. Рассчитаем схему управления регулирующимтранзистором. На рис. 5.33 изображены три различные схемы управления регу лирующим транзистором. Их основное отличие — различные схемы запирания.
Транзисторы Гц, Т\2 запираются за счет подключения к пере ходу база—эмиттер источника положительной полярности.
На |
рис. |
5.34а |
изображены |
|
|
|||||
графики напряжений -на кондан- |
|
|
||||||||
саггоре |
С 3ап |
и 1транзисторе Т2, а |
|
|
||||||
также график тока iK2 для схемы |
|
|
||||||||
рис. 5.33а. »В момент ©ремени t\ |
|
|
||||||||
«включается транзистор |
Т2 и кон |
|
|
|||||||
денсатор |
Сзап |
подключается |
к |
|
|
|||||
транзисторам Тхи Т]2. Плюс |
ем |
|
|
|||||||
кости .подключается к базам Тх2 и |
|
|
||||||||
Ти через диод Д\> -а минус — к |
|
|
||||||||
эмиттеру |
Т\\. |
t\-z-t2 'рассасыва |
|
|
||||||
В интервале |
|
|
||||||||
ются неосновные носители в базе |
|
|
||||||||
регулирующего |
транзистора |
Тхх. |
|
|
||||||
В интервале рассасывания сопро |
|
|
||||||||
тивление база—эмиттер Т\\ м-ало, |
|
|
||||||||
и через переход |
течет |
большой |
|
|
||||||
ток, равный / б л 11. Величина/б з 11 |
|
|
||||||||
равна |
току |
коллектора транзи |
|
|
||||||
стора Т2. |
|
tx^~t2 транзистор |
|
|
||||||
В интервале |
|
|
||||||||
Т2 работает © линейном |
режиме, |
|
|
|||||||
и величина его тока коллектора |
|
|
||||||||
*н2 = Л<2 макс = |
А) з и ~ В 21б2у а нап- |
|
|
|||||||
ряжение |
ан э 2 = изап. Напряжение |
|
|
|||||||
коллектор—эмиттер Т2 в этом ин |
|
|
||||||||
тервале |
|
падает |
за |
счет |
(разряда |
Рис. 5.34. Переходные «процессы три |
||||
емкости |
Сзап |
ТОКОМ /к2 маис. В мо- |
запирании регулирующего транзисго- |
|||||||
мент t2 транзисторы |
Тхх |
и ТХ2 |
за |
. |
Р'а |
Т{: |
||||
|
а) |
;в схеме р.ис. 5.39а; б) в схеме |
||||||||
кры«ваются, и ток коллектора» |
Т2 |
рис> 53д£ |
уменьшается до величины /к2 — транзистор Т2 входит в режим насыщения. Напряжение аКЭ2 скач
ком падает до напряжения насыщения.
В интервале t2-^-tz транзистор Т2 насыщен, и величина его тока определяется сопротивлением Re- Емкость Сзап в этом интервале разряжается в основном на сопротивлении R3ап. В момент h тран
зистор Т2 закрывается, транзисторы |
Тх2у Тхх открываются |
током, |
протекающим через цепочку /?6, Язап, |
Сзап. В интервале |
ем |
кость Сзап заряжается, напряжение икэ2 растет. Начиная с момен та времени t4y процесс повторяется.
Недостатками такой схемы запирания являются: 1) зависи мость величины запирающего напряжения от входного напряжения стабилизатора; 2) шунтирующее действие сопротивления /?3ап в интервале разряда конденсатора Cyan, что приводит к необходимос ти значительно увеличивать сопротивление R3ап или емкость С зап-
Указанный недостаток устранен в схеме запирания рис. 5.336. В ней вместо сопротивления R3au используются диоды, включенные в прямом направлении. Так как напряжение .на диодах мало из
меняется при изменении тока, амплитуда запираюш'его напряже ния мало зависит от величины входного напряжения стабилизатора.
Кроме того, при разряде конденсатора напряжение на диодах уменьшается, что приводит к увеличению их сопротивления и со ответственно к уменьшению разрядного тока конденсатора С;)ап. Это уменьшение позволяет снизить .величину его емкости. На рис. 5.346 приведены графики uK32(t), u3an(t) /для этой схемы. В стабилизаторах, рассчитанных на относительно большие токи на грузки, из-за большой величины запирающего тока приходится при менять автономный источник запирающего напряжения (см. рис. 5.33в). Для ограничения тока в цепь коллектора транзистора Т2 включается сопротивление Rorp■Токи и напряжения коллектора Т2 в этом случае будут иметь форму прямоугольных импульсов. В ин тервале рассасывания имеет место выброс тока, равный U3an/Rorp- При расчете цепи управления необходимо определить величину за пирающего напряжения Сзап, величины сопротивлений R33n, Re 'И емкости Сзап, выбрать транзистор Т2 и диод Дь
Для схемы рис. 5.336 необходимо также выбрать тип и количе ство диодов Дъ, а для схемы рис. 5.33в определить величину со
противления |
Яогр- |
Р а с ч е т |
с х е мы рис. 5.33а. Определяем суммарное сопро |
тивление смещения R33n+Re, исходя из величины тока базы тран зистора Т\2, необходимого для его насыщения, и из минимальной
величины входного напряжения |
U0Mtm: |
|
|
|||
D |
/ п |
| |
г> \ (^о мин |
С к .э 11 нас |
^ к .э 12 нас) |
мин /с Qnv |
А запв — ^АэапТ" |
— -------------------------- 7 |
Z |
\°.О У > |
|||
|
|
|
|
ук13 макс 0 |
|
|
где 6=(1,-5-н2) — коэффициент насыщения транзистора |
Т12. |
|||||
При |
определении |
(Дзап+Дв) |
величину |
b берем минимальной. |
Определяем минимальную величину запирающего напряжения на емкости Сзап—С зап мин. При работе в широком диапазоне темпера тур запирающее смещение на транзисторе должно быть не менее 0,4-т-0,6 в (18, 19].
Следовательно,
Сзап.мин ^ Cjan 1 * "Ь С зал 12 "Ь С к.з 2 нас» |
(5 .9 0 ) |
где Сзап 11, Сзап 12, соответственно минимальные запирающие смеще ния на транзисторах Ти, Ti2 равные 0,4-^0,6 е; С к а 2 н а с —напряже ние коллектор—эмиттер Т2 в режиме насыщения, равное 0,5-М в для германиевых транзисторов и 2ч-3 в для кремниевых.
Определив С заПмин и задавшись приращением напряжения на конденсаторе А С зап, определяем минимальное среднее значение на пряжения на емкости C33n-^U3anср:
Сэап.ср = Сзап. мни + А С 3ап/2. |
(5 .9 1 ) |
Величину А С зап принимаем равной (0,2-^0,5) С 3апмин. |
Опреде |
ляем величину сопротивления R3ап: |
|
^зап > Сзап.ср Rsan в/Свых.мин* |
(5.92) |