O'rta va yuqori quvvatli chiziqli stabilizatorlarning asosiy kamchiliklari ularning past samaradorligi hisoblanadi. Bundan tashqari, kamroq chiqish kuchlanishi quvvat manbai bo'lsa, uning samaradorligi shunchalik past bo'ladi. Bu stabilizatsiya rejimida quvvat manbaining quvvat tranzistori odatda yuk bilan ketma-ket ulanganligi va bunday stabilizatorning normal ishlashi uchun kollektor-emitter kuchlanishi (11ke) kamida 3 bo'lishi bilan izohlanadi. ..5 V tartibga soluvchi tranzistorda ishlashi kerak 1 A dan ortiq oqimlarda bu kuch tranzistorida tarqalgan issiqlik energiyasining chiqishi tufayli sezilarli quvvat yo'qotishlariga olib keladi. Bu issiqlik qabul qiluvchining maydonini oshirish yoki majburiy sovutish uchun fanni ishlatish zarurligiga olib keladi.

Arzon narxlari tufayli keng tarqalgan bo'lib, 142EN (5...14) seriyali mikrosxemalarda o'rnatilgan chiziqli kuchlanish stabilizatorlari bir xil kamchilikka ega. IN Yaqinda sotuvda paydo bo'ldi import qilingan mikrosxemalar"LOW DROP" seriyasidan (SD, DV, LT1083/1084/1085). Ushbu mikrosxemalar kirish va chiqish o'rtasidagi pasaytirilgan kuchlanishda (1...1,3 V gacha) ishlay oladi va 7,5/5/3 A yuk oqimida 1,25...30 V oralig'ida barqarorlashtirilgan chiqish kuchlanishini ta'minlaydi, mos ravishda. Parametrlar bo'yicha eng yaqin mahalliy analog, KR142EN22 turi, maksimal stabilizatsiya oqimi 5 A ga teng.

Maksimal chiqish oqimida barqarorlashtirish rejimi ishlab chiqaruvchi tomonidan kamida 1,5 V bo'lgan kirish-chiqish kuchlanishi bilan kafolatlanadi. Mikrosxemalarda ruxsat etilgan qiymatdagi yukdagi ortiqcha oqimdan o'rnatilgan himoya va haddan tashqari issiqlikdan termal himoya mavjud. ish.

Ushbu stabilizatorlar chiqish voltajining beqarorligini "0,05% / V, chiqish oqimi 10 mA dan 0,1% / V dan yomonroq bo'lmagan maksimal qiymatga o'zgarganda chiqish kuchlanishining beqarorligini ta'minlaydi. Bunday kuchlanish stabilizatorlari uchun odatiy ulanish sxemasi bo'limda ko'rsatilgan. 4.1-rasm.

C2 ... C4 kondansatkichlari mikrosxemaga yaqin joylashgan bo'lishi kerak va ular tantal bo'lsa yaxshi bo'ladi. C1 kondensatorining sig'imi 1 A oqim uchun 2000 mkF shartidan tanlanadi. Mikrosxemalar shaklda ko'rsatilgan uch turdagi uy-joy dizaynida mavjud. 4.2. Uy-joy turi belgilanishdagi oxirgi harflar bilan belgilanadi. Ko'proq batafsil ma'lumot Ushbu mikrosxemalar uchun ma'lumotnoma adabiyotlarida mavjud, masalan J119.

Bunday kuchlanish stabilizatorlarini yuk oqimi 1 A dan ortiq bo'lsa, shuningdek, dizayndagi bo'sh joy etishmasligidan foydalanish iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiqdir. Diskret elementlardan iqtisodiy quvvat manbai sifatida ham foydalanish mumkin. Shaklda ko'rsatilgan. 4.3 sxemasi 5 V chiqish kuchlanishiga va 1 A gacha bo'lgan yuk oqimiga mo'ljallangan. Bu quvvat tranzistorida (0,7... 1,3 V) minimal kuchlanishda normal ishlashni ta'minlaydi. Bunga quvvat regulyatori sifatida ochiq holatda past kuchlanishli tranzistor (VT2) yordamida erishiladi. Bu stabilizator sxemasining pastroq kirish-chiqish kuchlanishlarida ishlashiga imkon beradi.

Yukdagi oqim ruxsat etilgan qiymatdan oshib ketganda, shuningdek stabilizatorning kirishidagi kuchlanish 10,8 V dan oshsa, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan himoyasi (tetik turi).

Himoya bloki VT1 tranzistorida va VS1 tiristorida amalga oshiriladi. Tiristor ishga tushirilganda, u DA1 mikrosxemasiga quvvatni o'chiradi (7-pin umumiy simga qisqa tutashgan). Bunday holda, tranzistor VT3 va shuning uchun VT2 yopiladi va chiqish nol kuchlanishga ega bo'ladi. Sxemani faqat elektr ta'minotini o'chirish va keyin yoqish orqali ortiqcha yuklanishga olib kelgan sababni bartaraf etgandan so'ng dastlabki holatiga qaytarish mumkin.

SZ kondansatörü odatda talab qilinmaydi - uning vazifasi yoqish paytida kontaktlarning zanglashiga olib kelishini osonlashtirishdir.

Sxemani faqat elektr ta'minotini o'chirish va keyin yoqish orqali ortiqcha yuklanishga olib kelgan sababni bartaraf etgandan so'ng dastlabki holatiga qaytarish mumkin. SZ kondansatörü odatda talab qilinmaydi - uning vazifasi yoqish paytida kontaktlarning zanglashiga olib kelishini osonlashtirishdir. Topologiya bosilgan elektron plata elementlarni o'rnatish uchun rasmda ko'rsatilgan. 4.4 (u bitta ovoz o'tkazgichni o'z ichiga oladi). Transistor VT2 radiatorga o'rnatilgan.

Ishlab chiqarishda quyidagi qismlar ishlatilgan: sozlangan qarshilik R8 tipidagi SPZ-19a, har qanday turdagi boshqa rezistorlar; kondansatörler C1 - K50-29V 16 V uchun, C2...C5 - K10-17, C5 - K52-1 6,3 V uchun. Zanjirni to'ldirish mumkin LED ko'rsatkichi himoya faollashtirish (HL1). Buni amalga oshirish uchun siz qo'shimcha elementlarni o'rnatishingiz kerak bo'ladi: diod VD3 va rezistor R10, rasmda ko'rsatilganidek. 4.5.

Adabiyot: I.P. Shelestov - Radio havaskorlari uchun foydali diagrammalar, 3-kitob.

Barqaror ta'minot kuchlanishi zaruriy shartdir to'g'ri ishlash ko'p elektron qurilmalar. Stabillashtirish uchun doimiy kuchlanish Yukda, tarmoq kuchlanishi o'zgarganda va yuk tomonidan iste'mol qilinadigan oqim o'zgarganda, filtrli rektifikator va yuk (iste'molchi) o'rtasida doimiy kuchlanish stabilizatorlari o'rnatiladi.

Stabilizatorning chiqish kuchlanishi ham stabilizatorning kirish kuchlanishiga, ham yuk oqimiga (chiqish oqimi) bog'liq:

Biz topamiz to'liq differentsial o'zgartirilganda kuchlanishning o'zgarishi va:

O'ng va chap tomonlarni ga bo'laylik, shuningdek, o'ng tarafdagi birinchi hadni ga, ikkinchi hadni esa ga ko'paytiramiz va bo'lamiz.

Belgilanish bilan tanishish va chekli bosqichlarga o'tish, bizda bor

Bu erda stabilizatsiya koeffitsienti nisbiy birliklarda kirish va chiqish kuchlanishlarining o'sishi nisbatiga teng;

Stabilizatorning ichki (chiqish) qarshiligi.

Stabilizatorlar parametrik va kompensatsiyaga bo'linadi.

Parametrik stabilizator elementdan foydalanishga asoslangan chiziqli bo'lmagan xususiyat, masalan, yarimo'tkazgichli zener diodi (1.3-bandga qarang). Qaytariladigan elektr uzilish sohasidagi zener diyotidagi kuchlanish qurilma orqali teskari oqimning sezilarli o'zgarishi bilan deyarli doimiy bo'ladi.

Parametrik stabilizatorning diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 5.10, a.

Guruch. 5.10. Parametrik stabilizator (a), qo'shimchalar uchun uning ekvivalent sxemasi (b) va stabilizatorli (egri 2) va stabilizatorsiz (egri) rektifikatorning tashqi xususiyatlari (c)

Stabilizatorning kirish kuchlanishi zener diyotining stabilizatsiya kuchlanishidan kattaroq bo'lishi kerak. Zener diodi orqali oqimni cheklash uchun ballast rezistor o'rnatiladi Chiqish kuchlanishi zener diyotidan chiqariladi. Kirish kuchlanishining bir qismi rezistorda yo'qoladi, qolgan qismi yukga qo'llaniladi:

Biz buni hisobga olamiz, olamiz

Eng katta oqim zener diyotidan o'tadi

Eng kichik oqim zener diyotidan o'tadi

Agar shartlar bajarilsa - stabilizatsiya bo'limini cheklovchi zener diyot oqimlari, yukdagi kuchlanish barqaror va tengdir. dan.

Oqim kuchayganda, kuchlanish pasayishi ga ortadi. Yuk qarshiligining oshishi bilan yuk oqimi kamayadi, zener diodi orqali oqim bir xil qiymatga oshadi, yuk bo'ylab va bo'ylab kuchlanish pasayishi o'zgarishsiz qoladi.

Uni topish uchun biz shakldagi stabilizator uchun ekvivalent sxemani quramiz. 5.10 va o'sish uchun. Chiziqli bo'lmagan element stabilizatsiya bo'limida ishlaydi, bu erda o'zgaruvchan oqimga qarshilik qurilmaning parametridir. Stabilizatorni almashtirish sxemasi rasmda ko'rsatilgan. . Ekvivalent sxemadan biz olamiz

Stabilizatorda buni hisobga olsak, bizda bor

Topish uchun , xuddi kuchaytirgichlarning parametrlarini hisoblashda (2.3-bandga qarang), biz ekvivalent generator teoremasidan foydalanamiz va o'rnatamiz , keyin stabilizatorning chiqishidagi qarshilik.

(5.16), (5.17) ifodalar stabilizatorning parametrlari ishlatiladigan yarimo'tkazgichli zener diodining (yoki boshqa qurilmaning) parametrlari bilan aniqlanishini ko'rsatadi. Odatda parametrik stabilizatorlar uchun u 20-40 dan oshmaydi, lekin bir necha ohmdan bir necha yuz ohmgacha o'zgaradi.

Ba'zi hollarda bunday ko'rsatkichlar etarli emas, keyin kompensatsion stabilizatorlar qo'llaniladi. Shaklda. 5.11-rasmda kompensatsiya stabilizatorlarining eng oddiy sxemalaridan biri ko'rsatilgan, unda yuk tartibga soluvchi chiziqli bo'lmagan element, tranzistor V orqali kirish kuchlanish manbaiga ulangan. OS signali op-amp orqali tranzistorning bazasiga beriladi. Op-ampning kirishi yuqori qarshilikli rezistiv ajratgichdan va mos yozuvlar (mos yozuvlar) kuchlanishidan kuchlanishlarni oladi.

Guruch. 5.11. Eng oddiy sxema op-ampli kompensatsiya stabilizatori

Keling, stabilizatorning ishlashini ko'rib chiqaylik. Faraz qilaylik, kuchlanish kuchaygan, keyin esa ko'tarilgan va Bunday holda, op-ampning teskari kirishiga ijobiy kuchlanish o'sishi qo'llaniladi va op-ampning chiqishida salbiy kuchlanish o'sishi sodir bo'ladi. Asosiy va emitent kuchlanishlari o'rtasidagi farq tranzistor V ning boshqaruvchi emitent birikmasiga qo'llaniladi. Biz ko'rib chiqayotgan rejimda tranzistor oqimi V kamayadi va chiqishning kuchlanishi deyarli asl qiymatiga tushadi. Xuddi shunday, chiqishlarning o'zgarishi ortib borayotgan yoki kamaytirilganda ishlab chiqiladi: o'zgaradi, mos keladigan belgi paydo bo'ladi va tranzistor oqimi o'zgaradi. juda yuqori, chunki ish paytida zener diyotining ish rejimi deyarli o'zgarmaydi va u orqali o'tadigan oqim barqaror.

Kompensatsion kuchlanish stabilizatorlari IC shaklida ishlab chiqariladi, ular tartibga soluvchi chiziqli bo'lmagan element, tranzistor V, op-amp va yukni uning kirishiga bog'laydigan sxemalarni o'z ichiga oladi.

Shaklda. 5.10, c stabilizatorli quvvat manbaining tashqi xarakteristikasini ko'rsatadi, uning ish maydoni joriy qiymatlar bilan cheklangan

Shu munosabat bilan, stabilizatorning chiqishiga etkazib beriladigan kuchlanishning bir qismi tranzistorda "qoladi", qolgan qismi stabilizatorning chiqishiga o'tadi. Agar siz kompozit tranzistorning bazasida kuchlanishni oshirsangiz, u ochiladi va undagi kuchlanish pasayishi kamayadi va stabilizatorning chiqishidagi kuchlanish mos ravishda ortadi. Va teskari. Ikkala holatda ham stabilizatorning chiqishidagi kuchlanish qiymati kompozit tranzistor bazasidagi kuchlanish darajasiga yaqin bo'ladi.

Stabilizatorning chiqishida kuchlanish qiymatini ma'lum darajada ushlab turish chiqish kuchlanishining bir qismi (salbiy kuchlanish) tufayli amalga oshiriladi. fikr-mulohaza) kuchlanish bo'luvchidan R10, R11, R12 operatsion kuchaytirgich DA1 (salbiy qayta aloqa kuchlanish kuchaytirgichi) ga o'tadi. Ushbu sxemadagi operatsion kuchaytirgichning chiqish kuchlanishi uning kirishlaridagi kuchlanish farqi nolga teng bo'lgan qiymatga moyil bo'ladi.

Bu quyidagicha sodir bo'ladi. R11 rezistoridan qayta aloqa kuchlanishi operatsion kuchaytirgichning 4-kirishiga beriladi. 5-kirishda zener diyot VD6 doimiy kuchlanish qiymatini (mos yozuvlar kuchlanishi) saqlaydi. Kirishlardagi kuchlanish farqi operatsion kuchaytirgich tomonidan kuchaytiriladi va R3 rezistori orqali kompozit tranzistorning asosiga etkazib beriladi, kuchlanishning pasayishi stabilizatorning chiqish kuchlanishining qiymatini belgilaydi. R11 rezistoridan kirish kuchlanishining bir qismi yana operatsion kuchaytirgichga beriladi. Shunday qilib, qayta aloqa kuchlanishini mos yozuvlar kuchlanishi bilan taqqoslash va operatsion kuchaytirgichning chiqish kuchlanishining stabilizatorning chiqish kuchlanishiga ta'siri doimiy ravishda sodir bo'ladi.

Agar stabilizatorning chiqishidagi kuchlanish oshsa, u holda operatsion kuchaytirgichning 4-kirishiga beriladigan qayta aloqa kuchlanishi ham ortadi, bu mos yozuvlardan kattaroq bo'ladi.

Ushbu kuchlanishlar orasidagi farq operatsion kuchaytirgich tomonidan kuchaytiriladi, uning chiqish kuchlanishi kamayadi va kompozit tranzistorni o'chiradi. Natijada, uning ustidagi kuchlanishning pasayishi kuchayadi, bu stabilizatorning chiqish kuchlanishining pasayishiga olib keladi. Bu jarayon qayta aloqa kuchlanishi mos yozuvlar kuchlanishiga deyarli teng bo'lguncha davom etadi (ularning farqi ishlatiladigan operatsion kuchaytirgich turiga bog'liq va 5...200 mV bo'lishi mumkin).

Stabilizatorning chiqish kuchlanishi pasayganda, teskari jarayon sodir bo'ladi. Qayta aloqa kuchlanishi pasayib, mos yozuvlar kuchlanishidan kamroq bo'lganligi sababli, qayta aloqa kuchlanish kuchaytirgichining chiqishidagi bu kuchlanishlar orasidagi farq kuchayadi va kompozit tranzistorni ochadi va shu bilan stabilizatorning chiqish kuchlanishini oshiradi.

Chiqish kuchlanishining kattaligi juda ko'p sonli omillarga bog'liq (yuk tomonidan iste'mol qilinadigan oqim, birlamchi tarmoqdagi kuchlanish o'zgarishi, atrof-muhit haroratining o'zgarishi va boshqalar). Shuning uchun stabilizatorda tasvirlangan jarayonlar doimiy ravishda sodir bo'ladi, ya'ni chiqish kuchlanishi oldindan belgilangan qiymatga nisbatan juda kichik og'ishlar bilan doimo o'zgarib turadi.

DA1 operatsion kuchaytirgichining 5-kirishiga berilgan mos yozuvlar kuchlanishining manbai VD6 zener diyotidir. Malumot kuchlanishining barqarorligini oshirish uchun unga besleme zo'riqishida VD5 zener diyotidagi parametrik stabilizatordan beriladi.

Stabilizatorni ortiqcha yuklanishdan himoya qilish uchun optokupl VU1, oqim sensori (rezistor R8) va tranzistor VT3 ishlatiladi. Himoya blokida optokupldan foydalanish (optik aloqaga ega va bitta korpusga o'rnatilgan LED va fototiristor) uning ishlashining ishonchliligini oshiradi.

Stabilizatordan yuk tomonidan iste'mol qilinadigan oqim kuchayishi bilan R8 rezistoridagi kuchlanish pasayishi ortadi va shuning uchun tranzistor VT3 bazasiga beriladigan kuchlanish kuchayadi. Ushbu kuchlanishning ma'lum bir qiymatida tranzistor VT3 ning kollektor oqimi VU1 optokupllarining LEDni yoqish uchun zarur bo'lgan qiymatga etadi.

LED nurlanishi optokupl tiristorini yoqadi va kompozit tranzistorning bazasida kuchlanish 1 ... 1,5 V gacha kamayadi, chunki u yoqilgan tiristorning past qarshiligi orqali umumiy avtobusga ulanadi. Natijada, kompozit tranzistor yopiladi va stabilizatorning chiqishidagi kuchlanish va oqim deyarli nolga kamayadi. R8 rezistoridagi kuchlanish pasayishi pasayadi, tranzistor VT3 yopiladi va optokupl porlashi to'xtaydi, lekin tiristor o'z anodidagi kuchlanish (katodga nisbatan) 1 V dan past bo'lguncha yoniq bo'lib qoladi. Bu faqat kirish kuchlanishi aylantirilsa sodir bo'ladi. o'chirilgan stabilizator yoki SB1 tugmasining kontaktlari yopiq.

Sxemaning qolgan elementlarining maqsadi haqida qisqacha. Rezistor R1, C2 kondansatörü va zener diodi VD5 parametrik stabilizatorni tashkil qiladi, bu operatsion kuchaytirgichning besleme kuchlanishini barqarorlashtirishga va R5, VD2 mos yozuvlar kuchlanish manbasining besleme kuchlanishini oldindan barqarorlashtirishga xizmat qiladi. Rezistor R2 kompozit tranzistorning bazasida dastlabki kuchlanishni ta'minlaydi, stabilizatorni ishga tushirishning ishonchliligini oshiradi.SZ kondansatörü stabilizatorning past chastotada qo'zg'alishini oldini oladi. R3 rezistori operatsion kuchaytirgichning chiqish oqimini cheklaydi qisqa tutashuv uning chiqishida (masalan, optokupl tiristori yoqilganda).

R4, C2 sxemasi operatsion kuchaytirgichning qo'zg'alishini oldini oladi va operatsion kuchaytirgichning o'ziga xos turi uchun mos yozuvlar adabiyotida berilgan tavsiyalarga muvofiq tanlanadi.

Zener diyot VD7 va rezistor R7 parametrik stabilizatorni tashkil qiladi, bu stabilizatorning chiqish kuchlanishi o'zgarganda himoya blokining besleme kuchlanishini doimiy darajada ushlab turishga xizmat qiladi.

Rezistor R6 tranzistor VT3 ning kollektor oqimini optokupl LED normal ishlashi uchun zarur bo'lgan darajaga cheklaydi. R6 rezistori sifatida C5-5 tipidagi rezistor yoki yuqori qarshilikli simdan tayyorlangan uy qurilishi rezistoridan foydalaning (masalan, dazmol yoki pechkadan spiral).

Kondansatkich C1 kirish kuchlanishining dalgalanma darajasini pasaytiradi va C5 - stabilizatorning chiqish kuchlanishi. Kondensator C6 yuqori chastotali harmonikalar uchun stabilizatorning chiqish pallasini bloklaydi. Yuqori yuk oqimlarida tranzistor VT2 ning normal termal rejimi uni kamida 100 sm maydonga ega radiatorga o'rnatish orqali ta'minlanadi.

Stabilizator 15 mV dan ortiq bo'lmagan chiqish kuchlanishining dalgalanma darajasi bilan 1 A gacha bo'lgan chiqish oqimida 4,5 ... 12 V oralig'ida chiqish kuchlanishini silliq sozlashni ta'minlaydi. Chiqish oqimi 1,1 A dan oshganda ortiqcha yuk himoyasi faollashadi.

Endi elementlarni almashtirish haqida. Operatsion kuchaytirgich K553UD1 K140UD2, K140UD9, K553UD2 bilan almashtirilishi mumkin. Transistor VT1 har qanday harf indekslari bilan KT603, KT608 va VT2 - KT805, KT806, KT908 va boshqalar turiga ega bo'lishi mumkin. Optokupler - har qanday harf indeksi bilan belgilangan turdagi.

Kuchlanishi o'zgaruvchan tok stabilizator rektifikatoriga 1 A oqimida kamida 12 V chiqish kuchlanishini ta'minlovchi har qanday pastga tushiruvchi transformatordan beriladi. Bunday transformator sifatida TVK-110 LM va TVK-110 L1 chiqish transformatorlaridan foydalanish mumkin.

Ixtisoslashgan chipdagi stabilizator

Yuqoridagi transformatorlar kuchlanish stabilizatori bilan birgalikda ishlatilishi mumkin, ularning diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. U K142EN1 ixtisoslashtirilgan integral sxemasida yig'ilgan. Bu boshqaruv elementining ketma-ket ulanishi bilan uzluksiz kuchlanish stabilizatoridir.

Etarli darajada yuqori ishlash ko'rsatkichlari, tashqi oqim sensori orqali ishlaydigan o'rnatilgan ortiqcha yukdan himoya qilish davri va stabilizatorni yoqish / o'chirish davri. tashqi manba signali uning asosida 3...12 V oralig'ida chiqish kuchlanishini ta'minlovchi barqarorlashtirilgan quvvat manbai ishlab chiqarish imkonini beradi.

O'rnatilgan kuchlanish stabilizatorining sxemasi o'zi 150 mA dan ortiq yuk oqimini ta'minlay olmaydi, bu ba'zi qurilmalarning ishlashi uchun etarli emas. Shuning uchun stabilizatorning yuk hajmini oshirish uchun VT1, VT2 kompozit tranzistoriga asoslangan quvvat kuchaytirgichi uning chiqishiga ulanadi. Buning yordamida stabilizatorning chiqish oqimi belgilangan chiqish kuchlanish diapazonida 1,5 A ga yetishi mumkin.

Ushbu sxemada ichki mos yozuvlar kuchlanish manbai bo'lgan salbiy teskari aloqa kuchaytirgichi rolini o'ynaydigan DA1 integral mikrosxemasining chiqishiga etkazib beriladigan qayta aloqa kuchlanishi R5 rezistoridan chiqariladi. Rezistor R3 haddan tashqari oqimdan himoya qilish bloki uchun oqim sensori bo'lib xizmat qiladi. R1, R2 rezistorlari VT2 tranzistorining ish rejimini va DA1 integral sxemasining ichki himoya tranzistorini ta'minlaydi. Kondansatör C2 yuqori chastotalarda integral mikrosxemaning o'z-o'zidan qo'zg'alishini yo'q qiladi.

Rezistor R3 yuqorida tavsiflanganga o'xshash simli o'ralgan. Transistor VT1 sifatida siz KT603, KT608 va VT2 - KT805, KT809 va boshqalar kabi tranzistorlarni har qanday harf indekslari bilan ishlatishingiz mumkin.

Shunday qilib, eng oddiy kompensatsiya kuchlanish stabilizatorining sxemasi o'ngdagi rasmda ko'rsatilgan.

Belgilar:

1. I R - ballast rezistori orqali oqim (R 0)
2. I st - zener diodi orqali oqim
3. I n - yuk oqimi
4. Iin - operatsion kuchaytirgichning kirish oqimi
5. I d - qarshilik R 2 orqali oqim
6. Uin - kirish kuchlanishi
7. U chiqish - chiqish kuchlanishi (yuk bo'ylab kuchlanish pasayishi)
8. U st - zener diyotidagi kuchlanishning pasayishi
9. U d - rezistiv ajratgichdan chiqarilgan kuchlanish (R 1, R 2)
10. U op-amp - operatsion kuchaytirgichning chiqish kuchlanishi
11. U be - kuchlanishning pasayishi p-n birikmasi tayanch-emitter tranzistor

Nima uchun bunday stabilizator kompensatsiya deb ataladi va uning afzalliklari nimada? Aslida, bunday stabilizator salbiy kuchlanish bilan bog'liq bo'lgan nazorat tizimidir, ammo bu nima ekanligini bilmaganlar uchun biz uzoqdan boshlaymiz.

Esingizda bo'lsa, operatsion kuchaytirgich uning kirishlari orasidagi kuchlanish farqini kuchaytiradi. Inverting bo'lmagan kirishdagi kuchlanish zener diyotining stabilizatsiya kuchlanishiga teng (U st). Inverting kirishiga biz ajratgichdan (U d) olingan chiqish kuchlanishining bir qismini etkazib beramiz, ya'ni u erda R 1, R 2 rezistorlar tomonidan aniqlangan ma'lum bir koeffitsientga bo'lingan chiqish kuchlanishiga egamiz. Ushbu kuchlanishlar orasidagi farq (U st -U d) xato signali bo'lib, u ajratuvchi kuchlanish zener diyotidagi kuchlanishdan qanchalik farq qilishini ko'rsatadi (bu farqni E harfi bilan belgilaymiz).

Bundan tashqari, op-ampning chiqish kuchlanishi E*K ou ga teng, bu erda K ou ochiq teskari aloqa zanjiri bilan ishlaydigan kuchaytirgichning kuchayishi (ingliz adabiyotida G openloop). Yukdagi kuchlanish op-ampning chiqishidagi kuchlanish va tranzistorning asosiy emitentining p-n o'tish joyidagi kuchlanish pasayishi o'rtasidagi farqga teng.

Matematik jihatdan, biz yuqorida gaplashgan hamma narsa shunday ko'rinadi:

U tashqari =U ou -U bo'l =E*K ou -U bo'l (1)

E=U st -U d (2)

Keling, birinchi tenglamani batafsil ko'rib chiqamiz va uni ushbu shaklga aylantiramiz:

E=U chiqib / K ou + U be / K ou

Endi nimani eslaylik asosiy xususiyat operatsion kuchaytirgichlar va nima uchun hamma ularni juda yaxshi ko'radi? To'g'ri, ularning asosiy xususiyati 10 6 yoki undan ko'p darajali katta daromaddir (ideal op-amp uchun u odatda cheksizlikka teng). Bu bizga nima beradi? Ko'rib turganingizdek, oxirgi tenglamaning o'ng tomonida, ikkala atama ham bo'luvchida K ou ga ega va K ou juda katta bo'lgani uchun, bu ikkala atama ham juda kichik (ideal op-amp bilan ular moyil bo'ladi). nolga). Ya'ni, ish paytida bizning sxema xato signali nolga teng bo'lgan holatga intiladi. Aytishimiz mumkinki, operatsion kuchaytirgich o'z kirishlaridagi kuchlanishlarni taqqoslaydi va agar ular farq qilsa (agar xato bo'lsa), u holda op-ampning chiqishidagi kuchlanish uning kirishlaridagi kuchlanish farqi nolga teng bo'lishi uchun o'zgaradi. Boshqacha qilib aytganda, u xatoni qoplashga intiladi. Shuning uchun stabilizatorning nomi - kompensatsiya.

0=U st -U d (2*)

U d, biz eslaganimizdek, R 1, R 2 rezistorlar bo'ylab ajratgichdan chiqarilgan chiqish kuchlanishining bir qismidir. Agar biz op-ampning kirish oqimini unutmasdan, bo'linuvchimizni hisoblasak, biz quyidagilarni olamiz:

va bu ifodani (2*) tenglamaga almashtirgandan so'ng, chiqish kuchlanishi uchun quyidagi formulani (3) yozishimiz mumkin:

Operatsion kuchaytirgichning kirish oqimi odatda juda kichik (mikro, nano va hatto pikoamplar), shuning uchun etarli darajada katta I d tok bilan biz ajratgichning ikkala qo'lidagi oqim bir xil va I d ga teng deb taxmin qilishimiz mumkin. , (3) formulaning eng o'ngdagi hadini nolga teng deb hisoblash mumkin va (3) formulani quyidagicha qayta yozing:

U chiqib =U st (R 1 +R 2)/R 2 (3*)

R 1, R 2 rezistorlarini hisoblashda, agar bo'linuvchi rezistorlar orqali oqim operatsion kuchaytirgichning kirish oqimidan ancha katta bo'lsa, formula (3 *) haqiqiy ekanligini yodda tutish kerak. Id qiymatini quyidagi formulalar yordamida aniqlash mumkin:

I d =U st /R 2 yoki I d =U tashqariga /(R 1 +R 2).

Endi stabilizatorimizning normal ishlash maydonini baholaymiz, R0 ni hisoblaymiz va chiqish kuchlanishining barqarorligiga nima ta'sir qilishini o'ylab ko'raylik.

Oxirgi formuladan ko'rinib turibdiki, faqat mos yozuvlar kuchlanishining barqarorligi Uoutning barqarorligiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Yo'naltiruvchi kuchlanish - biz chiqish voltajining bir qismini solishtiradigan kuchlanish, ya'ni zener diyotidagi kuchlanish. Rezistorlarning qarshiligini ular orqali oqadigan oqimdan mustaqil deb hisoblaymiz (biz haroratning beqarorligini hisobga olmaymiz). Chiqish kuchlanishining tranzistorning p-n o'tish joyidagi kuchlanish pasayishiga bog'liqligi (bu kuchsiz, lekin oqimga bog'liq), bilan bo'lgani kabi, ham yo'qoladi (birinchi formuladan xatoni hisoblaganimizni eslang - biz tranzistorning BE o'tish joyidagi tushishni K ou ga ajratdi va op-ampning juda katta daromadi tufayli bu ifodani nolga teng deb hisobladi).

Yuqoridagilardan kelib chiqadiki, bu erda barqarorlikni oshirishning asosiy usuli mos yozuvlar kuchlanish manbasining barqarorligini oshirishdir. Buni amalga oshirish uchun siz normal ishlash diapazonini toraytirishingiz mumkin (sxemaning kirish kuchlanish diapazonini kamaytiring, bu zener diyoti orqali oqimning kichikroq o'zgarishiga olib keladi) yoki zener diyoti o'rniga o'rnatilgan stabilizatorni olishingiz mumkin. Bundan tashqari, siz bizning soddalashtirishlarimiz haqida eslashingiz mumkin, keyin yana bir nechta usullar paydo bo'ladi: yuqori daromad va past kirish oqimiga ega bo'lgan op-ampni oling (bu ham kattaroq qiymatga ega bo'luvchi rezistorlarni olishga imkon beradi - samaradorlik oshadi). .

Xo'sh, normal ishlash maydoniga va R 0 ni hisoblashga qaytaylik. Devrenning normal ishlashi uchun zener diodining oqimi Ist min dan Ist max gacha bo'lgan oraliqda bo'lishi kerak. Zener diyotining minimal oqimi minimal kirish kuchlanishida bo'ladi, ya'ni:

U in min =I R *R 0 +U st, bu yerda I R =I st min +I in

Bu erda shunga o'xshash - agar zener diodining oqimi operatsion kuchaytirgichning kirish oqimidan ancha katta bo'lsa, u holda biz I R =I st min deb hisoblashimiz mumkin. Shunda formulamiz U ko'rinishda min =I st min *R 0 +U st (4) da yoziladi va undan R 0 ni ifodalashimiz mumkin:

R 0 =(U in min -U st)/I st min

Zener diodi orqali maksimal oqim maksimal kirish kuchlanishida oqib o'tishiga asoslanib, biz boshqa formulani yozamiz: U in max =I st max *R 0 +U st (5) va uni formula (4) bilan birlashtiramiz. Biz normal ish maydonini topamiz:

Xo'sh, yuqorida aytganimdek, natijada paydo bo'lgan kirish kuchlanish diapazoni sizga kerak bo'lgandan kengroq bo'lsa, siz uni toraytirishingiz mumkin va chiqish kuchlanishining barqarorligi oshadi (mos kuchlanishning barqarorligini oshirish orqali).

Operatsion kuchaytirgichlardan foydalanadigan PWM regulyatorlarining afzalliklari shundaki, siz deyarli har qanday op-ampdan foydalanishingiz mumkin. standart sxema inklyuziyalar, albatta).

Chiqishning samarali kuchlanish darajasi op-ampning inverting bo'lmagan kirishidagi kuchlanish darajasini o'zgartirish orqali o'rnatiladi, bu kontaktlarning zanglashiga olib kelishiga imkon beradi. komponent turli kuchlanish va oqim regulyatorlari, shuningdek, cho'g'lanma lampalarning silliq yonishi va o'chirilishi bilan sxemalar.
Sxema uni takrorlash oson, nodir elementlarni o'z ichiga olmaydi va agar elementlar yaxshi holatda bo'lsa, u darhol, konfiguratsiyasiz ishlay boshlaydi. Quvvatli maydon effektli tranzistor yuk oqimiga qarab tanlanadi, ammo issiqlik quvvatining tarqalishini kamaytirish uchun yuqori oqim uchun mo'ljallangan tranzistorlardan foydalanish tavsiya etiladi, chunki ular ochiq bo'lganda eng kam qarshilikka ega.
Radiator maydoni uchun dala effektli tranzistor uning turi va yuk oqimini tanlash bilan to'liq aniqlanadi. Agar sxema bort tarmoqlarida + 24V kuchlanishni tartibga solish uchun ishlatilsa, tranzistor kollektori orasidagi dala effektli tranzistor eshigining buzilishining oldini olish uchun. VT1 va deklanşör VT2 qarshiligi 1 K bo'lgan rezistorni va qarshilikni yoqishingiz kerak R6 har qanday mos keladigan 15 V zener diyot bilan shunt, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qolgan elementlari o'zgarmaydi.

Oldin muhokama qilingan barcha sxemalarda quvvatli maydon effektli tranzistor ishlatiladi n- kanal tranzistorlari eng keng tarqalgan va eng yaxshi xususiyatlarga ega.

Agar terminallaridan biri erga ulangan yukdagi kuchlanishni tartibga solish zarur bo'lsa, unda zanjirlar qo'llaniladi. n- Kanal dala effektli tranzistor quvvat manbaining + ga drenaji sifatida ulanadi va yuk manba pallasida yoqiladi.

Dala effektli tranzistorni to'liq ochish imkoniyatini ta'minlash uchun boshqaruv pallasida ixtisoslashtirilgan mikrosxemalarda bo'lgani kabi, darvoza nazorat qilish davrlarida kuchlanishni 27 - 30 V ga oshirish uchun birlik bo'lishi kerak. U 6 080B ... U6084B, L9610, L9611 , keyin darvoza va manba o'rtasida kamida 15 V kuchlanish bo'ladi. Agar yuk oqimi 10A dan oshmasa, siz quvvat maydonidan foydalanishingiz mumkin p - texnologik sabablarga ko'ra diapazoni ancha torroq bo'lgan kanal tranzistorlari. Zanjirdagi tranzistorning turi ham o'zgaradi VT1 , va sozlash xususiyati R7 teskari. Agar birinchi pallada nazorat kuchlanishining oshishi (o'zgaruvchan qarshilik slayderi quvvat manbaining "+" ga o'tadi) yukdagi chiqish kuchlanishining pasayishiga olib keladigan bo'lsa, ikkinchi sxemada bu munosabat aksincha bo'ladi. Agar ma'lum bir kontaktlarning zanglashiga olib chiqish kuchlanishining dastlabki kuchlanishdan kirish kuchlanishiga teskari bog'liqligini talab qilsa, u holda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tranzistorlarning tuzilishini o'zgartirish kerak. VT1, ya'ni tranzistor VT1 birinchi sxemada siz sifatida ulanishingiz kerak VT1 ikkinchi sxema uchun va aksincha.