книги / Применение аналоговых микросхем
..pdfт
М Д 2 2 Б
Рис. 5.24. Схема стабилизатора с расширенным диапазоном регулировки выходно го напряжения
= 1,1 А, опять восстановится прежнее выходное напряжение. При токе / н= 0,5 А нестабильность выходного напряжения 0,2%. Вы ходной ток стабилизатора можно дополнительно увелйчить, при менив еще более мощный транзистор VT2. При этом необходимо
учитывать, |
что выходной ток микросхемы |
должен обеспечивать |
|
выполнение |
равенства |
/Вых$*/н/й221 э, где |
h2i s — коэффициенты |
передачи базового тока |
транзисторов VT1 и VT2. |
||
На рис. 5.24 показано включение микросхемы К142ЕН1 или К142ЕН2, обеспечивающее расширенный диапазон регулировки выходного напряжения. Минимальный уровень выходного напря жения определяется опорным напряжением, которое в стабилиза торах этого типа не менее 3 В. В схеме на рис. 5.24 достигнута возможность регулировки выходного напряжения от нуля до ма ксимально допустимого для этих стабилизаторов. На входе необ ходимо использовать два изолированных источника напряжения
ÜBX1 И U BX2»
Верхняя микросхема обеспечивает стабилизацию выходного на пряжения, а нижняя служит для создания напряжения смещения на выводе 8 верхней микросхемы. Регулировка схемы обеспечива ется потенциометрами R4 и R6. Потенциометром R6 устанавлива ется напряжение на нагрузке в диапазоне 0 ... 0,5 В, а потенцио метром R4 подбирается необходимое выходное напряжение. Схема позволяет получить коэффициент стабилизации по напряжению 0,025%, а по току 0,03%.
Схема стабилизатора с биполярным выходным напряжением, которое необходимо для питания ОУ (рис. 5.25), включает два
Рис. 5.25. Схема стабилизатора с биполярным выходным напряжением
Рис. 5.26. Схема стабилизатора напряжения отрицательной полярности
стабилизатора разной полярности, построенных на микросхемах К142ЕН1 или К142ЕН2.
В тех случаях, когда требуется отрицательное стабилизирован ное напряжение, можно воспользоваться схемой, показанной на рис. 5.26. В этой схеме использовано параллельное включение ста билизаторов. Функцию токоограничивающего резистора выполняет транзистор VT2yдинамическое сопротивление которого мейяется в зависимости от тока нагрузки. Стабилизатор VD работает в режи ме усилителя с нагрузкой R2. При изменении тока нагрузки вы ходное напряжение изменяется на величину At/, которая через де литель R6R7R8 передается на вход усилителя разности в стаби лизаторе и после усиления воздействует на резистор R2. Транзис-
142
тор VT1 это напряжение усиливает и управляет с его помощью транзистором VT2, а тем самым и током нагрузки. Ток через тран зистор VT2 изменяется так, что компенсирует изменение напряже ния на нагрузке. Стабилитрон VD создает напряжение смещения для транзистора VT2, а резистор R1 служит для установления ра бочего тока стабилитрона VD.
Улучшения характеристик стабилизации выходного напряже ния и тока можно достичь включением стабилизаторов по схеме, приведенной на рис. 5.27. Улучшение достигается благодаря ис пользованию цепи VD2f R4, посредством которой изменение вы ходного напряжения передается на вход внутреннего усилителя разности (выход 12). Выходное напряжение определяется соотно
шением Е/Вы *= £ /д+ £ /о и , гДе Уд — напряжение стабилитрона; Уои — напряжение опорного источника. Диод VD1 выполняет защитную функцию при выключении входного напряжения, когда может воз никнуть недопустимо высокое напряжение на конденсаторе С2.
из
Коэффициент стабилизации по напряжению в приведенной схеме
0,01%, а по току 0,03%.
В табл. П5.5 приводятся некоторые из этих приборов, выпуска емых странами — членами СЭВ, и их аналоги. В табл. П5.6 даны параметры стабилизаторов, приведенных в табл. П5.5.
5.2.2.СТАБИЛИЗАТОРЫ ТОКА
Втех случаях, когда необходим стабилизированный источник тока, можно также воспользоваться полупроводниковым стабили затором напряжения. На рис. 5.28 приведена схема стабилизатора тока, построенного на основе микросхемы стабилизатора напря жения МА7800. Выходной ток определяется отношением
/Н= (^вых/^l) "Ь ^В|
где £/вых — напряжение на выходе микросхемы.
На рис. 5.29 приведена схема стабилизатора тока, построенно го на основе стабилизатора напряжения МАА723. Стабилизация тока осуществляется введением отрицательной ОС по току, кото рая реализована резисторным мостом RΗR5. Сопротивление Ri=2,2 кОм образовано последовательно-параллельным соедине нием подстроечного и постоянного резисторов. Это дает возмож ность точной настройки стабилизированного выходного тока /с в диапазоне 0 5 А. Резистор R5 оказывает существенное влияние на характеристики стабилизатора тока. Его температура должна быть постоянной, в связи с чем он должен иметь большие размеры и охлаждаться. Рекомендуется изготовлять его из отожженного куска провода необходимого сечения. Генератор выходного тока /с;= 5 А состоит из двух транзисторов VT1 и VT2, включенных по схеме Дарлингтона. Транзисторы управляются по цепи вывода 6 микросхемы. Стабилитрон VD1, включенный между выходом ми кросхемы и базой транзистора VT1, уменьшает падение напряже ния между коллектором и эмиттером внутреннего выходного тран зистора микросхемы и, следовательно, рассеиваемую этим транзис тором мощность. Резистор R6 ограничивает выходной ток микро схемы на уровне 6,5 мА, благодаря чему предохраняет транзистор VT1 от разрушения вследствие перегрузки во время переходного процесса установления тока / с, когда цепь ОС может разрываться.
Уменьшение выходного стабилизированного тока 1С до нуля можно получить с помощью подстроечного резистора R11 при ми нимальном сопротивлении потенциометра RIO, включенного в цепь неинвертирующего входа внутреннего усилителя микросхемы (вы вод 3). Схема стабилизатора тока на рис. 5.29 обеспечивает отно сительное изменение /с в течение 10 ч не более ±0,02% при /с= = 5 А и около 0,3% при 1С—3 А. При напряжении источника пи тания [/„*=6 В±20% ток 1с— 5 А±0,02%.
5.3. ГИБРИДНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ
Гибридные стабилизаторы напряжения обеспе чивают более широкие возможности с точки зрения выходных па раметров, чем полупроводниковые. Их проектируют на основе дис кретных элементов и микросхем. Для расширения функциональ ных возможностей гибридных стабилизаторов обычно предусма тривают применение дополнительных внешних элементов.
Гибридные сдвоенные стабилизаторы WSH913A и WSH913B, выпускаемые в ЧССР, представляют собой пятивыводные источни ки напряжения ± 15 В, питающиеся от двух нестабилизированных источников напряжения ± (18 ... 36) В. Они предназначены для питания ОУ и других электронных приборов, требующих двухпо лярного напряжения питания.
Выходное напряжение можно изменять в широком диапазоне
спомощью внешних потенциометров, а ток в нагрузку увеличивать
спомощью дополнительного мощного транзистора. Выход стаби лизаторов защищен регулируемыми электронными предохраните
лями. Параметры стабилизаторов даны в табл. П5.8.
На рис. 5.30 приведена схема стабилизатора WSH913 и раз водка его выводов. Основным .элементом стабилизатора является микросхема МАА723.
На рис. 5.31 показана основная схема включения стабилизато ра WSH913. Резистор /?0 является частью цепи токовой защиты и выбирается в соответствии с соотношением j?o= 0,6 В//Итах, где /н max— максимальный выходной ток стабилизатора.
Рис. 5.30. Схема стабилизатора WSH913
|
A'o |
|
|
Vt |
23 |
+t5B/50nA |
|
+W9, |
гг |
||
(»,7лгк_ ~ |
|
||
|
|
||
|
19 |
Общая |
|
|
WSH9I3 |
|
|
|
4,7пк=*= |
|
|
-Убк |
15 |
|
|
Ro |
-15Bf50H A |
||
+ |
|||
6,8 |
|
Рис. 5.31. Основная схема включения стабилизатора WSH913
Рис. 5.32. Схема стабилизатора с переменным выходным напряжением WSH913
На рис. 5.32 приведена схема на базе стабилизатора WSH913, показывающая, как с помощью внешних потенциометров устано вить требуемое выходное напряжение.
На рис. 5.33 приведена схема на базе стабилизатора WSH913 дополненная транзисторами, с помощью которых выходной ток увеличен до 1 А, а выходное напряжение ±15 В.
Гибридный стабилизатор WSH914 представляет собой трехвыводный источник питания цифровых ТТЛ-схем. Его входное не-
стабилизированное напряжение может |
изменяться в диапазоне |
7 18 В. Схема WSH914, показанная |
на рис. 5.34, включает |
опорный диод, регулятор напряжения и цепь токовой защиты. Вы пускается микросхема в металлическом корпусе ТО-3 и при ох лаждении может отдавать ток в нагрузку до 1 А. Параметры ста билизатора WSH914 даны в табл. П5.8. При применении в аппа-
146
Рис. 5.33. Схема стабилизатора с выходным током ±1А
ратуре ко входу и выходу необходимо подключать конденсаторы с емкостью 10 мкФ.
Выпускаемые в СССР гибридные стабилизаторы серии 275 по зволяют получать выходные напряжения от 1 до 29 В положитель ной и отрицательной полярности. Их основные параметры приведены в табл. П5.4. Особенностью этих микросхем является
использование внутренних делителей в цепи |
отрицательной ОС |
с температурной компенсацией. Это уменьшает |
влияние темпера |
туры окружающей среды на работу микросхем, но одновременно ограничивает универсальность их использования. Выведенный
0,1мк
------- II-------
14 |
10 |
|
13 |
|
|
|
г |
IL с г |
|
|
|
1мк |
|
|
|
|
|
|
<*** |
11 2 7 5 EH J - |
Ù/ЭСПО |
ч |
^Вых |
|
8 |
|
1 |
|
|
9 |
12 |
|
|
|
|
L |
A |
- |
*)
Рис. 5.35. Схема стабилизаторов напряжения 275ЕН1—275ЕН6 (а) и его основ ное включение (б)
наружу отвод от средней точки делителя напряжения позволяет ввести дополнительную регулировку выходного напряжения,
На рис. 5.35,а приведена схема и показано основное включение стабилизаторов положительного напряжения 275ЕН1—275ЕН6.
Эти стабилизаторы различаются параметрами резисторного дели теля R11R12R13.
Регулирующий усилитель состоит из транзисторов VT3, VT4 и VT5. Усилитель разности, построенный на транзисторах VT7 и VT8, управляет транзистором VT2. Транзистор VTlf ток через который задается напряжением смещения на диодах VD1, VD2 и резисто-
148
Щ
i« ^ я
а)
Ro
--------- I------------------
- L Cl
0.1
275EH11
a
J 0,
13
Ф
Рис. 5.36. Схема стабилизатора напряжения 275ЕН11 (а) и его основное вклю чение (б)
рах R1 и R2, представляет собой активную нагрузку для транзи стора VT2. Встроенный делитель напряжения содержит цепь тем пературной стабилизации, состоящую из диодов VD4, VD5 и рези сторов RIO и R13. Резистор R3 отводит токи коллекторов парал лельно соединенных транзисторов VT4 и VT5. В стабилизаторе имеется цепь защиты, состоящая из транзистора VT6 и резистор ного делителя R4R5. Эта цепь управляется от внешнего ограничи тельного резистора R0 (рис. 5.35,6). Конденсатор С1 устраняет воз можное самовозбуждение стабилизатора. Изменением сопротивле^
Uh
Л)
Рис. 5.37. Схема стабилизатора напряжения 275ЕН7 (а) и его основное вклю чение (6)
ния резисторов внутреннего делителя с помощью внешних резисто ров, подключенных к выводу 14, можно установить выходное ста билизированное напряжение в диапазоне 1,2 ... 46 В. Резистор Ra предназначен для защиты микросхемы от перегрузки по току. При некотором токе нагрузки падение напряжения на этом резисторе достигает 0,7 В и открывается транзистор VT6. При этом ограни чится увеличение тока базы транзистора VT3, вследствие чего прекратится повышение выходного тока регулирующего усилите ля. Сопротивление резистора R0 зависит от допустимого выходного тока стабилизатора: i? o = ^ 3B//nmax.