5. Стабилизаторы с защитой

Коллекторный стабилизатор. В этом стабилизаторе (рис. 16.33, а) реализуются высокая стабильность выходного напря­жения и защита схемы от короткого замыкания. Опорное напря­жение устанавливается с помощью стабилитронаVD1 через рези­сторR1. Это напряжение подается на базу транзистораVT2, через который протекает ток, определяемый резисторомR2. Коллекторный ток транзистораVT2 открывает транзисторVT1. На выходе уста­навливается напряжение, равное напряжению на эмиттере транзи­стораVT2. Короткое замыкание на выходе схемы (резкое умень­шение выходного напряжения) повлечет за собой увеличение кол­лекторного тока транзистораVT1. Максимально возможный ток нагрузки будет определятьсяh_21Э транзистораVT1 и максимальным током транзистораVT2, зависящим от сопротивления резистораД2. При коротком замыкании через транзисторVT1 протекает большой коллекторный ток. Для ограничения рассеиваемой мощности этим транзистором выбирается соответствующее сопротивление резистораR2. Работа стабилизатора отражена на графиках рис 16 33б в

Рис. 16.33

Стабилизатор с параллельной схемой защиты от перегрузки В стабилизаторе (рис. 16.34, а) выходное напряжение устанавлива­ется в коллекторе транзистораVT1. Составной эмиттерный повто­ритель образован транзисторамиVT2 иVT3. Подбором резистораR4 можно добиться коэффициента стабилизации более 10³.

Для защиты стабилизатора от перегрузок на выходе включен резистор R6. Ток нагрузки создает падение напряжения на этом резисторе. Это напряжение открывает транзисторVT5. Для увели­чения порога открывания транзистораVT5 включен диодVD2 Коллекторный ток транзистораVT5 открывает транзисторVT4, который уменьшает напряжение в базовой цепи составного эмиттер­ного повторителя. В результате напряжение на выходе уменьшает­ся. На рис. 16.34,б представлена зависимость выходного напряже­ния от тока нагрузки.

Стабилизатор с последовательной схемой защиты от пере­грузки.Для защиты стабилизатора (рис. 16.35, а) от перегрузок в нее введен транзисторVT4, который открывается, когда напря­жение на резистореR6 превышает 0,4 В. Протекающий коллектор­ный ток транзистораVT4 уменьшает напряжение на базе составно­го эмиттерного повторителя. Выходное напряжение стабилизатора определяется напряжением на коллекторе транзистораVT3. Изменение выходного напряжения от тока нагрузки показано на рис. 16.35, б.

Рис. 16.34

Рис. 16.35

Стабилизатор с отрицательным коэффициентом стабилизации. Стабилизатор напряжения (рис. 16.36, а) построен по схеме состав­ного эмиттерного повторителя. Опорное напряжение устанавливает­ся на коллекторе транзистораVT3. Это напряжение имеет отрица­тельный коэффициент стабилизации: с увеличением входного на­пряжения опорное напряжение уменьшается. С помощью резистораR4 можно менять коэффициент стабилизации. При некоторых со­противлениях резистораR4 зависимость ДU=f(E) может иметь го­ризонтальный участок дляE=14 В (рис. 16.36, б). Для стабилиза­тора с фиксированным выходным напряжением 12,6 В горизонталь­ный участок начинается при напряженииE=19 В. На рис. 16.36,в представлена зависимость ДUот тока нагрузки.

Стабилизатор с динамическим опорным напряжением. В схему стабилизатора (рис. 16.37, а) введен ограничивающий резисторR6. Падение напряжения на этом резисторе через транзисторVT2 передается в каскад формирования опорного напряжения. Эта ОС позволяет увеличивать выходное напряжение стабилитрона с уве­личением тока нагрузки или поддерживать это напряжение посто­янным со сколь угодно высокой точностью. При больших токах нагрузки на резисторе R5 падает значительная часть входного на­пряжения. ТранзисторVT3 входит в насыщение. Напряжение на выходе уменьшается с уменьшением сопротивления нагрузки (рис. 16.37,б).

Рис. 16.36

Рис. 16.37

Стабилизатор с управляемым опорным напряжением.В стаби­лизаторе (рис. 1(5.38,а) опорное напряжение устанавливается на коллекторе транзистораУТ1. В зависимости от сопротивления ре­зистораR4 опорное напряжение может иметь положительный или отрицательный коэффициент стабилизации. Опорное напряжение че­рез составной повторитель подается на выход стабилизатора. При увеличении тока в нагрузке выходное напряжение уменьшается из-за падения напряжения на переходах база — эмиттер. Включение на выходе, стабилизатора резистораR6 и транзистораVT4 изменяет зависимость выходного напряжения от тока нагрузки. Выходное напряжение будет увеличиваться с увеличением тока нагрузки, по­скольку с увеличением падения напряжения на резистореR6 от­крывается транзисторVT4, который своим коллекторным током за­крывает транзисторVТ1. Напряжение в коллекторе этого транзи­стора увеличиваемся (рис. 16.38, б).

Рис. 16.38 Рис. 16.39

Уменьшение пульсаций опор­ного напряжения.Стабилизатор (рис. 16.39) имеет дополнитель­ный выпрямитель для уменьшения пульсаций в коллекторе усили­тельного транзистораVT3. Пуль­сирующее входное напряжение заряжает конденсаторС1 через диодVD1 до максимального зна­чения. На выходе выпрямителя включен стабилизатор напряже­ния на стабилитронеVD2 с на­пряжением стабилизации 8 В.

Стабилизатор обеспечивает коэффициент стабилизации около 100 при токе нагрузки до 0,8 А.

Ослабитель переменной составляющей. Стабилизатор (рис. 16.40) уменьшает переменную составляющую на фильтрующем конденсаторе С1. Пульсирующее напряжение в т. 1 ограничивается на ста­билитроне VD1. Ограничение напряжения через составной эмиттер-ный повторитель передается на конденсатор С1.

Рис. 16.40