5.15 2 Параметрические исн

Схема параметрического ИСН и вольтамперная характеристика представлены на рис. 5.41 и 5.42 соответственно.

Стабилизирующее свойство источника основано на стабилизирующих свойствах опорного диода или стабилитрона.

U_СТАБ = U_ВХ – I R_ОГР.

Недостатком данного вида ИСН является большая рассеиваемая мощность на балансном сопротивлении, вследствие этого – низкий коэффициент полезного действия.

Д ля уменьшения недостатка нужно использовать схему с активной нагрузкой (рис. 5.43). Она повышает коэффициент стабилизации.

В этой схеме транзистор включен как эмиттерный повторитель. Еще больше увеличить коэффициент стабилизации можно используя составной транзистор (схема Дарлингтона) (рис. 5.44).

5.15 3 Компенсационные исн непрерывного действия

Н а рис. 5.45,а представлена схема с параллельным включением регулирующего элемента, а на рис. 5.45,б – схема с последовательным включением регулирующего элемента.

Обе схемы работают как устройство с обратной связью. В цепи обратной связи происходит непрерывное сравнение выходного сигнала или части его с опорным. Сигнал ошибки усиливается и управляет регулирующим элементом. Процесс управления идет так, чтобы уменьшить ошибку.

U_ВЫХ = U_ВХ - U_Rогр (в схеме а),

U_ВЫХ = U_ВХ - U_Rрег (в схеме б).

Стабилизаторы последовательного типа рассчитаны на более высокие напряжения, чем стабилизаторы параллельного типа. Они используются с источниками входного напряжения, имеющих малое выходное сопротивление. При одинаковой выходной мощности стабилизаторы последовательного типа имеют более высокий коэффициент полезного действия в режиме неполной нагрузки, а стабилизаторы параллельного типа в режиме максимальной нагрузки.

Стабилизаторы последовательного типа требуют специальных мер защиты от короткого замыкания на выходе, так как в этом случае у них резко увеличивается напряжение на регулирующим элементе, и они легко выходят из строя. Для стабилизаторов параллельного типа опасен режим холостого хода на выходе.

Схемы таких источников можно строить автономно с применением операционного усилителя. Но существуют специализированные микросхемы ИСН. Они выпускаются различных видов: с фиксированным выходным напряжением, с регулируемым выходным напряжением, однополярным выходным напряжением, двухполярным выходным напряжением. Для расширения динамического диапазона и увеличения выходной мощности они часто дополняются внешними элементами (рис. 5.46).

Недостатком ИСН непрерывного действия является невысокий уровень коэффициента полезного действия, меньше 50 %. Достоинством является низкий уровень пульсаций.

5.15 4 Компенсационные исн импульсного действия

Р егулирующий элемент компенсационных ИСН импульсного действия работает в режиме ключа (рис. 5.47), рассеивает значительно меньшую мощность. Поэтому у них более высокий уровень КПД, но и более высокий уровень пульсаций.

Регулирующий элемент преобразует постоянное входное напряжение в последовательность однополярных импульсов прямоугольной формы (рис. 5.48).

Среднее выходное напряжение

U_ВЫХ = .

Р егулировать выходное напряжение можно с помощью временных параметров импульса: t_отк, t_закр, Т_к. Для получения постоянного выходного напряжения необходимо иметь на выходе демоделирующее устройство (рис. 5.49).

К огда транзистор открывается, то ток в индуктивности растет, и полярность напряжения на индуктивности закрывает диод. Конденсатор заряжается индуктивным током. Как только напряжение на конденсаторе увеличивается до опорного напряжения, то усилитель ошибки закрывает транзистор и отключает входную цепь. Энергия, накопленная в индуктивном элементе, начинает поступать в нагрузку. Величина выходного напряжения определяется ЭДС самоиндукции. Диод отпирается, как только напряжение на конденсаторе станет меньше опорного напряжения. Усилитель ошибки открывает регулирующий элемент, то есть транзистор, и цикл повторяется.

Высокий уровень пульсации определяется процессом перезарядки индуктивно-емкостного фильтра. Для построения таких стабилизаторов можно использовать микросхемы вида К142ЕН или специализированные микросхемы вида К142ЕП.

9