2.2. Выбор функциональной схемы исн.

Функциональная схема ИСН ( компенсационный СН с последовательным подключением регулирующего элемента с нагрузкой ) .

Рис. 2.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СОСТАВ:

РЭ - регулирующий элемент : ДУ - дифференциальный усилитель ; ИОН-источник опорного напряжения: УЗСР - узел задания статического режима . ИТ - источник тока : R1.R2-делитель напряжения: Rh - сопротивление нагрузки :

Стабилизация в этой схеме осуществляется за счет общей отрицательной обратной связи: Предположим, что под воздействием факторов увеличилось напряжение на выходе ( т. е. на выходе стал больший '+' по отношению к общей шине ). Это пложительное приращение поступает через Rl и R2 на инвертирующий вход ДУ, следовательно. на выходе ДУ будет отрицательное приращение . Отрицательное приращение поступает на вход регулирующего элемента. который состоит из последовательного соединения двух транзисторов с общем коллектором , при этом фаза сигнала не инвертируется . Поэтому отрицательный сигнал возвращается на выход, компенпенсируя первоначальное положительное возмущение , т. о. в схеме имеем общую отрицательную обратную связь, стабилизирующую выходное напряжение.

2.3. Выбор и автоматизированное проектирование основных функциональных узлов исн.

2.3.1. Регулирующий элемент.

Рис. 3.

В качестве регулирующего элемента выбираем составной транзистор. Используя именно составной транзистор с большим коэффициентом усиления по току Ki=b1*b2=10⁴ , можно в стабилизаторе все цепи, кроме одной сильноточной, сделать слаботочными.

Схема РЭ представлена на рис., где R1=500 Ом, VT2 -интегральный транзистор, VT1 - мощный транзистор КТ518Б.

2.3.2. Источник опорного напряжения.

ИОН необходим для получения низковольтного температурно-компенсированного постоянного напряжения. Его питание осуществляется от входа стабилизатора

V1=Uвых ном=15 В. Uoп -температурно-компенсированное постоянное напряжение на выходе стабилизатора. Схема реализованна на трех интегральных nрn-транзисторах Q1,Q2,Q3 - TNA и одном рnр-транзисторе Q4 - ТРА. Причем, Q1 - тарнзистор в диодном включении.

Рассмотрим механизм температурной компенсации. Uоп=U_ЭБ3+U_R2.Сущность температурной компенсации заключается в том, что с ростом температуры U_ЭБ3 понижается, a U_R2- повышается, следовательно они друг друга компенсируют.

Рис. 4.

U_оп = U_ЭБ3 + U_ЭБ * (R₂/R₃)

От­но­си­тель­ный тем­пе­ра­тур­ный дрейф раз­ни­цы на­пря­же­ний эмит­тер-ба­за со­став­ля­ет

U_ЭБ/(T*U_ЭБ) = 1/T = -1/300 (1/С)

U_ЭБ3 име­ет от­но­си­тель­ный дрейф -1/300 (1/С), U_R2 тем­пе­ра­тур­ный дрейф+1/300(1/С) То­гда при ра­вен­ст­ве U_ЭБ3 = U_R2 бу­дем иметь в пер­вом при­бли­же­нии тем­пе­ра­тур­ную ком­пен­са­цию на­пря­же­ния U_оп.

За­да­дим­ся в пер­вом при­бли­же­нии:

U_эб3 = 0.6 В

U_оп = 0.6 + 0.6 = 1.2 В

Та­ким об­ра­зом, даль­ней­ший рас­чет ста­ти­че­ско­го ре­жи­ма схе­мы про­во­дим при сле­дую­щих на­чаль­ных дан­ных:

U_оп = 1.2 В

U₁ = U_вых

U_эб = 0.6 В

I_э = I_k (вво­дим до­пу­ще­ние)

I_б = 0 (то­ка­ми баз пре­неб­ре­га­ем)

Что­бы рас­счи­тать со­про­тив­ле­ния R₁,R₂,R₃,R₄,R₅ не­об­хо­ди­мо за­дать­ся то­ка­ми че­рез них.