Журнал Радио 4 номер 1971 год.

Журнал Радио 4 номер 1971 год. КОМБИНИРОВАННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ В. КАРЛАЩУК

Часто для питания различных устройств требуется стабильный источник питания. Таким источником может быть описываемый ниже стабилизатор. Его выходное напряжение 9 в, коэффициент стабилизации около 1,5-104 при изменении напряжения сети на +-10%, допустимый ток через нагрузку 10 ма. Изменение выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды от 10 до 70° С составляет— 0,04%. Время установления выходного напряжения около 20 мин. Максимальная амплитуда пульсации 0,1 мв.

Принципиальная схема стабилизатора приведена на рис. 1а, а его функциональная схема — на рис. 1б. Из последнего рисунка видно, что он представляет собой параметрический стабилизатор напряжения, у которого вместо балластного сопротивления применен стабилизатор тока СТ. При постоянной нагрузке такое выполнение параметрического стабилизатора позволяет значительно повысить его коэффициент стабилизации. Практически он равен произведению коэффициентов стабилизации параметрического стабилизатора напряжения (с балластным сопротивлением) и стабилизатора тока.

Стабилизатор тока построен на транзисторе T1, напряжение базы которого фиксируется с помощью параметрического стабилизатора напряжения (резистор R2, стабилитрон Д6. Резисторы R3 и R4 предназначены для настройки стабилизатора на оптимальный режим, требуемый ток через Д7 и нагрузку R11 устанавливается переменным резистором R5.

Стабилизатор работает следующим образом. При изменении напряжения сети, например при его уменьшении, будет уменьшаться напряжение на коллекторе и базе транзистора Т1. Последнее обусловлено тем, что динамическое сопротивление кремниевого стабилитрона Д6 отлично от нуля. Указанные изменения напряжений на электродах транзистора приводят к уменьшению его эмиттерного и коллекторного токов, а следовательно, и тока через стабилитрон Д7, выходное напряжение уменьшается. Однако с уменьшением U одновременно уменьшается ток через резисторы R3, R4 вызывая приращение напряжении на эмиттере транзистора Т1 одинаковое по знаку с приращением напряжения на его базе. При этом ток эмиттера, коллектора и ток через стабилитрон Д7 увеличиваются, соответственно увеличивается выходное напряжение. Подбирая сопротивление резисторов R3, R4, можно добиться такого положения, когда и при изменении напряжения сети выходное будет оставаться постоянным.

Термокомпенсация стабилизатора осуществляется за счет применения элементов с температурными коэффициентами (ТК) разных знаков. Поскольку стабилизатор тока имеет положительный ТК, то в качестве элемента, обладающего отрицательным ТК. использован стабилитрон Д7. Стабилизатор снабжен системой защиты от коротких замыканий, в которую входят реле P1 типа РЭС-6 (паспорт РФО 452 144), нормально замкнутая кнопка Кн1, стабилитрон Д5 и резистор R6.

Система защиты работает следующим образом. При случайном замыкании выходных зажимов стабилизатора напряжение коллектор — база транзистора Т1 увеличивается, увеличивается ток через стабилитрон Д7, срабатывает реле, контакты которого отключают от выпрямителя стабилизатор и подключают к нему обмотку реле. После устранения короткого замыкания кнопкой Кн1 возвращают систему в исходное положение. Для увеличения быстродействия системы защиты необходимо резистор R6 зашунтировать конденсатором емкостью 0,1—0,5 мкф. Следует сказать, что стабилизатор работоспособен и без защитного устройства, то есть в случае отсутствия случайных замыканий элементы Р1, R6, Кн1, и Д5 могут быть исключены.

Поскольку эффективность термокомпенсации стабилизатора определяется равномepностью разогрева во времени его элементов, то все они, за исключением элементов выпрямителя, сглаживающего фильтра и системы защиты от коротких замыканий, размещаются в латунной коробке размерами 80x40x40 мм.

В стабилизаторе можно использовать любой маломощный транзистор. Если применен транзистор с большим коэффициентом усиления (Вст≥70), сопротивление резисторов Rз, R4 должно быть увеличено, иногда они могут быть даже исключены. Это объясняется тем, что при большом Вст улучшается стабилизация эмиттерного тока за счет увеличения глубины отрицательной обратной связи через резистор R5.

В случае, если ток нагрузки велик и мощность, рассеиваемая на коллекторном переходе, превышает допустимую, используют более мощный транзистор. При этом сопротивление резистора R5 может быть ориентировочно определено по формуле: где U — напряжение стабилизации стабилитрона Д6, в; ╡— суммарный ток через стабилитрон Д7 и нагрузку, а.

Силовой трансформатор Тр1 выполнен на сердечнике Ш12х20. Обмотка 1-2 содержит 2000 витков провода ПЭЛ 0,06, обмотка 2-3 —2800 витков провода ПЭЛ 0,08, обмотка III — 440 витков провода ПЭЛ 0,15. Указанный трансформатор можно заменить любым другим, имеющим обмотку на 19—21 в.

Настройка стабилизатора в радиолюбительских условиях может быть осуществлена следующим образом. Установите с помощью резистора R5 требуемое значение тока стабилизации, равное току, протекающему через стабилитрон Д7 и нагрузку R11. Контроль ведется по миллиамперметру, включенному в коллекторную цепь транзистора Т1 (место включения на схеме отмечено крестиком). Подбором резисторов R3, R4, добейтесь, чтобы при изменении напряжения на входе стабилизатора на ±10% коллекторный ток не менялся. Контроль ведется по тому же миллиамперметру. Регулировки системы защиты от коротких замыканий не требуется.

В заключение отметим, что по схеме на рис. 1, а могут быть построены стабилизаторы и на более высокие напряжения. Максимальное напряжение стабилизации ограничивается максимально допустимым напряжением коллектор-база Uдоп транзистора Т1 и возможными отклонениями напряжения сети. Если принять, что такое отклонение равно ±10%, то Uвых=5Uдоп. В случае, когда Uвых больше, следует применять двухкаскадный стабилизатор тока.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 4 номер 1971 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.