Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
выходе (резисторы Л, и на рис. 9.26). На рис. 9.27 схематически
изображено такое устройство с усилителем рассогласования; в этой схеме /3
= RY /{Rx + Rr )• Если А0 очень велико, то согласно теории обратной
связи, рассмотренной в параграфе 4.3, имеем:
Рис. 9.26. Стабилизатор с усилителем рассогласования.
Рис. 9.27. Схема стабилизированного мощного источника питания,
рассматриваемая как усилитель с отрицательной обратной связью.
15 Зак. 4729.
226 Источники питания и управление мощностью
Нестабилизированное входное напряжение играет роль источника питания для
усилителя. Изменение напряжения этого источника не повлияет на величину
напряжения Кц(, если А0 настолько велико, что справедливо приведенное
выше соотношение, и если Vrcf строго фиксировано.
Применение стабилизатора напряжения весьма благотворно влияет на
уменьшение пульсаций источника. Поскольку пульсации представляют собой не
что иное, как быстрое периодическое изменение напряжения, они
подвергаются точно такой же стабилизации, как и продолжительные изменения
напряжения. Поэтому, относительная величина пульсаций уменьшается в число
раз, равное коэффициенту стабилизации стабилизатора. Стабилизатор вида,
показанного на рис. 9 27, может дать еще большее уменьшение пульсаций,
если параллельно резистору Rx подсоединить конденсатор большой емкости
(обычно 10 мкФ), возвращая, таким образом, пульсации целиком на вход
усилителя (/? = l) В схеме со стабилитроном и эмитгерным повторителем
(рис. 9 24) для дополнительного уменьшения пульсаций полезно параллельно
стабилитрону подключить конденсатор емкостью 680 мкФ. Благодаря усилению
тока эмиттерным повторителем это эквивалентно добавлению к накапливающему
конденсатору дополнительного конденсатора, имеющего емкость много тысяч
микрофарад.
Стабильность источника питания определяется практически только его
опорным напряжением. Мы уже видели, что стабилитрон из-за конечного
внутреннего сопротивления дает постоянное выходное напряжение только при
постоянном токе, протекающем через него. Для получения постоянного тока
имеется два обычных способа: использовать второй диод в качестве
предварительного стабилизатора или применить транзистор в качестве
источника стабильного тока. Схема предварительного стабилизатора показана
на рис. 9 28, где стабилизатор на 10-вольтовом диоде играет роль
стабилизирован-
9.10.7 Стабилизаторы и уменьшение пульсаций
9.10.8 Стабилитрон как прецизионный источник опорного напряжения
л/vw-
220
A/VW-
470
-9 +
15-20 В
Aj 10В
5.6 В
'out
- 6-
-о -
Рис. 9.28. Источник стабильного опорного напряжения с предварительным
стабилизатором.
Стабилизаторы напряжения 227
ного источника для стабилизатора на диоде с опорным напряжением 5,6 В.
Поэтому в последнем диоде течет почти постоянный ток, не зависящий от
изменений входного напряжения.
На рис. 9.29. приведена схема Вильямса "с двойным кольцом" (ring of two),
в которой изящно использованы биполярные транзисторы в качестве
источников постоянного тока для стабилитронов. Напряжение на базе
транзистора Тх поддерживается равным 5,6 В, поэтому его эмиттерный ток
устанавливается таким, чтобы напряжение на эмиттере было 5,6 - 0,6 = 5,0
В; таким образом, эмиттерный ток транзистора Тх равен 5,0 / 470 А, или
приблизительно 10 мА. Коллекторный ток транзистора Tv примерно равный
току эмиттера, течет в
Рис. 9.29. Схема источника эталонного напряжения "с двойным кольцом", в
которой транзисторы играют роль источников стабильного тока.
стабилитрон ?),, который, в свою очередь, определяет напряжение на базе
Тт Эго приводит к тому, что транзистор Т2 обеспечивает протекание
постоянного тока 10 мА через стабилитрон Dr А этот стабилитрон играет
роль источника опорного напряжения, которое подается на базу транзистора
Ту
У большинства стабилитронов напряжение пробоя изменяется с температурой.
Диоды с напряжением пробоя менее 5 В функционируют в основном за счет
туннельного эффекта и обладают отрицательным температурным коэффициентом,
то есть у них напряжение пробоя уменьшается с ростом температуры. При
напряжениях больше 6 В в пробое доминирует лавинный эффект и
температурный коэффициент при этом положителен, то есть напряжение пробоя
увеличивается с ростом температуры. Возникает вопрос: что происходит
между этими двумя режимами, где пробой является комбинацией этих двух
механизмов. Ответ состоит в том, что могут быть созданы диоды с
напряжением пробоя около 5,6 В или 6,2 В, действительно имеющие очень
малые температурные коэффициенты; если применить такие ди-
228 Источники питания и управление мощностью
оды в схемах, подобных тем, что приведены на рис. 9.28 и 9.29, то можно
получить столь же стабильную э.д.с., как у эталонного элемента Вестона.
9.10.9 Использование напряжения запрещенной зоны в качестве эталона
Все более широкое использование сложной электроники с батарейным
питанием, такой как ноутбуки и сотовые телефоны, потребовало разработки
