27. 4. Вопросы

1. Каково назначение стабилизатора напряжения в блоке питания?

2. Каковы два основных типа стабилизаторов напряжения?

3. Стабилизаторы напряжения какого типа используются чаще?

4. Нарисуйте схему простого стабилизатора напряжения на стабилитроне и объясните, как она работает.

5. Нарисуйте блок-схему последовательного стабилизато­ра с обратной связью и объясните, как он работает.

27. 5. Умножители напряжения

Во всех случаях напряжение постоянного тока ограни­чено амплитудным значением входного синусоидального напряжения. Когда требуются более высокие постоянные

напряжения, используется повышающий трансформатор. Однако более высокие постоянные напряжения могут быть получены и без повышающего трансформатора. Цепи, ко­торые способны создавать высокие постоянные напряже­ния без помощи трансформатора, называются умножите­лями напряжения. Умножителями напряжения являются удвоитель напряжения и утроитель напряжения.

Рис. 27-27. Однопо­лупериодный удво­итель напряжения.

Входное переменное ' напряжение

На рис. 27-27 изображен однополупериодный удвоитель напряжения. Он создает выходное постоянное напряжение, которое в два раза больше максимального значения вход­ного сигнала. На рис. 27-28 изображена работа этой цепи в течение отрицательного полупериода входного сигнала. Диод Dj проводит, и ток течет по указанному пути. Кон­денсатор Cj заряжается до максимального напряжения входного сигнала. Поскольку путь разряда отсутствует, то конденсатор Cj остается заряженным. На рис. 27-29 изоб­ражен положительный полупериод входного сигнала. В этот момент конденсатор Cj заряжен до отрицательного мак­симального значения. Это запирает диод D_: и открывает диод D₂, что позволяет диоду D₂ проводить, заряжая конденсатор С₂. Поскольку конденсатор Cj заряжен до максимального

Рис. 27-28. Однопо­лупериодный удвои­тель напряжения в те­чение отрицательного полупериода входно­го сигнала.

Входное _л переменное,.

напряжение

Рис. 27-29. Однополу­периодный удвоитель напряжения в тече­ние положительного полупериода входного сигнала.

отрицательного значения, конденсатор С₂ заряжается до уд­военного максимального значения входного сигнала.

Как только синусоида меняет знак с положительного на отрицательный, диод D₂ отсекается. Это обусловлено тем, что конденсатор С₂ удерживает диод D₂ смещенным в об­ратном направлении. Конденсатор С₂ разряжается через на­грузку, удерживая напряжение на нагрузке постоянным. Следовательно, он работает также и в качестве фильтрую­щего конденсатора.

Конденсатор С₂ разряжается только в течение положи­тельного полупериода входного сигнала, обеспечивая час­тоту пульсаций 60 герц (и название однополупериодного удвоителя напряжения). Напряжение, полученное от од­нополупериодного удвоителя напряжения трудно фильтру­ется, так как оно имеет частоту пульсаций 60 герц. Дру­гим недостатком этого удвоителя является то, что конден­сатор С₂ должен быть рассчитан на напряжение, которое, по крайней мере, вдвое превышает максимальное значение входного сигнала переменного тока.

Двухполупериодный удвоитель напряжения свободен от некоторых недостатков однополупериодного удвоителя на­пряжения. На рис. 27-30 изображена схема цепи, которая работает как двухполупериодный удвоитель напряжения. На рис. 27-31 показано, что в течение положительного по­лупериода входного сигнала конденсатор Cj заряжается че­рез диод Dj до максимального значения входного сигнала переменного тока. На рис. 27-32 показано, что в течение отрицательного полупериода конденсатор С₂ заряжается через диод D₂ до максимального значения входного сиг­нала.

Когда входной сигнал переменного тока меняет знак, конденсаторы Cj и С₂ последовательно разряжаются через

0 — ъ	1 М	?с,
	d2 ? н	' и * ;с2

Входное £

переменное

напряжение

Рис. 27-30. Двухпо­лупериодный удво­итель напряжения.

Рис. 27-32. Двухполу- ^B*°Woe

переменное

ПерИОДНЫИ удВОИТеЛЬ напряжение + О-

напряжения в тече­ние отрицательного полупериода входно­го сигнала.

Рис. 27-31. Однополу- периодный удвоитель напряжения в тече­ние положительного полупериода входного сигнала.

Входное переменное напряжение — о-

нагрузку. Поскольку каждый конденсатор заряжен до мак­симального значения входного сигнала, полное напряже­ние на нагрузке будет в два раза больше максимального значения входного сигнала.

Конденсаторы и С₂ заряжаются до достижения мак­симумов входного сигнала. Так как оба конденсатора за­ряжаются в течение обоих полупериодов, то частота пуль­саций полученного напряжения будет 120 герц. Конденса­торы и С₂ суммируют свое напряжение на нагрузке.

Рис. 27-33 представляет схему утроителя напряжения. На рис. 27-34 показано, как положительный полупериод открывает диод D_1? и он начинает проводить. В результа­те конденсатор C_t заряжается до максимального значения входного сигнала и создает положительный потенциал на диоде D₂.

На рис. 27-35 изображено действие отрицательного по­лупериода входного сигнала. Так как диод D₂ теперь сме­щен в прямом направлении, через него течет ток к конден­сатору C_t через конденсатор С₂. Поскольку на конденсато­ре C_t сохранилось напряжение, конденсатор С₂ заряжается до удвоенного максимального значения.

На рис. 27-36 показан следующий положительный по­лупериод. В течение этого полупериода на конденсаторе С₂

Входное

ас,

переменное

;с₃

Рис. 27-33. Утрои- тель напряжения.

+ о

Входное переменное напряжение

гряжение »

A-ptzb

V

Рис. 27-34. Утроитель на­пряжения в течение пер­вого положительного полу­периода входного сигнала.

Рис. 27-35. Утроитель напряжения в течение отрицательного полупе­риода входного сигнала.

напряжение

Рис. 27-36. Утроитель на­пряжения в течение второ­го положительного полу­периода входного сигнала.

создается разность потенциалов, которая в три раза боль­ше максимального входного значения. Верхняя обкладка конденсатора С₂ заряжена положительно до удвоенного максимального значения напряжения. Анод диода D₂ имеет положительный потенциал, равный утроенному значению максимального значения напряжения по отношению к земле, следовательно, конденсатор С₃ заряжен до утроен­ного значения максимального значения напряжения. Это напряжение и прикладывается к нагрузке.