4.4 Особливості силових ланцюгів імпульсних стабілізаторів

Транзистор, що використовується у стабілізаторі в якості силового ключа, в режимі пропускання струму, тобто у відкритому стані, знаходитися в насичені. Це забезпечує малий опір ланцюга емітер-колектор і малі втрати потужності.

Напруги на переходах транзистора знаходяться у такому співвідношенні

.

Звідки маємо

.

При глибокому насиченні напруга більш позитивна (для n-p-n транзистора), ніж напруга емітер-колектор (рисунки 4.7,а, 4.7, б), і напруга переходу база-колектор є від'ємною [3, 8].

Рисунок 4.7 – Напруги на переходах силових транзисторів,

що працюють у імпульсних стабілізаторах

Якщо у якості силового ключа використати складений транзистор (рисунок 4.7, в), то з врахуванням відміченого, збільшення струму бази вхідного транзистора VT2 призводить до зростання струму його емітера тільки до тих пір, поки напруга колектор-база транзистора VT1, яка є одночасно напругою колектор-емітер транзистора VT2 є позитивною. Це не дозволяє перевести в режим глибокого насичення транзистор VT1 збільшенням струму бази транзистора VT2.

Щоб сильніше наситити потужний транзистор VT1, використовують трохи іншу схему. В колекторне коло VT1 вмикають низькоомний резистор R (рисунок 4.8). Падіння напруги на ньому підвищує напругу транзистораVT2, що дозволяє глибше наситити транзистор VT1 [3, 8].

Рисунок 4.8 – Увімкнення резистора в колекторний ланцюг

силового складеного транзистора імпульсного стабілізатора

Загальне падіння напруги на силовому ланцюзі колектор-емітер транзистора VT1 та резистор R при глибокому насиченні транзистора виявляється меншим, ніж на переході колектор-емітер транзистора VT1 (рисунок 4.7, в).

Увімкнення резистора веде до втрати на ньому потужності. Усунути цей недолік можна використавши схему з’єднання, наведену на рисунку 4.9. Додаткова напруга в ланцюг колектора транзистора VT1 надходить тут з частини витків дроселя фільтра.

Рисунок 4.9 – Уведення додаткової напруги в ланцюг колектора

силового транзистора імпульсного стабілізатора з частини витків дроселя

Особливості роботи силового ланцюга імпульсного стабілізатора пов’язані також з необхідністю форсованого закривання транзистора від’ємною напругою, а також зі зменшенням перенавантаження колекторного ланцюга комунікаційними струмами. Ці питання будуть розглянуті далі.

4.5 Структурна схема ланцюга керування стабілізатора з шім

До складу структурної схеми ланцюга керування стабілізатора з ШІМ (рисунок 4.10) входять [6, 13]: дільник напруги навантаження, джерело опорної напруги ОН, схема порівняння, підсилювач постійного струму ППС (підсилювач сигналу розладу). Ці вузли можна будувати за схемами вузлів, які використовують у компенсаційних стабілізаторах, які розглядалися раніше.

Рисунок 4.10 – Структурна схема ланцюга керування стабілізатора з ШІМ

Крім перерахованих елементів схема стабілізатора з ШІМ містить: генератор сигналів пилкоподібної форми ГПН, схему порівняння, формувач імпульсів керування, імпульси якого надходять на базу силового транзистора імпульсного стабілізатора.

У залежності від будови імпульсної частини стабілізатора пилкоподібна напруга на протязі періоду може зростати (рисунок 4.11, а), спадати (рисунок 4.11, б) або спочатку зростає, а потім спадає (рисунок 4.11, в) [13]. Перші дві форми напруги ШІМ використовують для керування відповідно моментами формування фронтів і зрізів, а остання використовується для формування фронтів і зрізів імпульсів. В цьому випадку реалізується одночасно і широтна, і частотна модуляція імпульсів [13]. Імпульс керуванняформується коли пилкоподібна напругабільша підсиленої напруги розладу(рисунок 4.10).

Сформовані керуючі імпульси відкривають силовий ключ стабілізатора.

У стабілізаторі з ЧІМ напругою керування для частотного модулятора є напруга, яка знімається з виходу підсилювача ППС. Ця ж напруга є керуючою і в релейній схемі регулювання, в якій вона подається на пороговий пристрій.

Рисунок 4.11 – Діаграми напруг в схемах керування імпульсних стабілізаторів