Site Loader

Содержание

Принцип работы и типовые схемы компенсационных стабилизаторов напряжения на транзисторах

Наиболее широкое практическое применение находят компенсационные последовательные стабилизаторы напряжения. Типовая схема такого стабилизатора приведена на рис. 1. В зависимости от величины тока нагрузки регулирующий транзистор может быть составным (как показано на рис. 1) или одиночным.

Основными недостатками типовой схемы являются низкий коэффициент стабилизации и довольно большие пульсации на выходе стабилизатора.

Последнее особенно сильно проявляется при больших токах нагрузки. Это объясняется тем, что база регулирующего транзистора питается от нестабилизированного источника. Увеличение емкости конденсатора C1 уменьшает пульсации лишь тогда, когда эта емкость будет равна не скольким тысячам мкф, что практически трудно реализовать.

Качество стабилизатора существенно улучшится, если базовую цепь регулирующего транзистора питать от стабилизированного источника или источника с малым напряжением пульсаций переменного тока. Ниже рассматривается несколько вариантов улучшения стабилизатора по этому принципу.

На рис. 2 приведена схема стабилизатора со сглаживающим фильтром в базовой цени регулирующего транзистора. В этом стабилизаторе резистор R5 заменен двумя — R5`R5″ добавлен конденсатор С2. Так как ток, протекающий через этот фильтр, весьма мал, то даже при емкости С2 в несколько десятков мкФ пульсации на базе регулирующего транзистора, а следовательно, и на выходе стабилизатора существенно уменьшаются. Следует иметь в виду, что сумма сопротивлений резисторов R5` и R5″ должна быть равна сопротивлению резистора R5 на схеме рис. 1.

В стабилизаторе, схема которого показана на рис. 3, для питания цепей баз регулирующего транзистора и транзистора усилителя обратной связи применен стабилизирующий трехполюсник. Этот стабилизатор позволяет отказаться от применения составного регулирующего транзистора при значительных токах нагрузки. В стабилизирующем трехполюснике используется n-р-n транзистор, напряжение на базе которого стабилизировано с помощью диода Д2. В качестве диода Д2 могут быть использованы кремниевые стабилитроны, которые имеют напряжение стабилизации в прямом направлении порядка 0,5В. Поскольку напряжение перехода база — эмиттер транзистора стабилизировано, ток Iк2, коллектора транзистора Т2 не меняется при изменении входного напряжения Uвх и при наличии пульсаций на входе.

Базовые цепи регулирующего транзистора и транзистора усилителя обратной связи в стабилизаторе, схема которого дана на рис. 4, питаются от стабилизированного источника. При больших токах нагрузки мощность рассеяния на регулирующем транзисторе этого стабилизатора резко увеличивается. Поэтому применение его целесообразно лишь при сравнительно небольших токах нагрузки (до 0,3—0,5A).

На рис. 5 изображена схема стабилизатора, качество работы которого улучшено применением транзистора Т2 типа n-р-n взамен р-n-р в стабилизаторе по схеме рис. 1 и изменением места включения опорного стабилитрона. Нетрудно видеть, что колебания входного напряжения поступают на эмиттерные переходы всех транзисторов только через достаточно большие сопротивления коллекторных переходов, и таким образом, дестабилизирующее влияние источника питания на стабилизатор существенно уменьшается.

 


 

В стабилизаторе, схема которого приведена на рис. 6, применены регулирующий и усилительный транзисторы разных типов проводимости. Особенностью стабилизатора является то, что регулирующий транзистор подключен к положительному полюсу стабилизируемого напряжения. Так как коллекторный ток усилительного транзистора и базовый ток регулирующего транзистора направлены согласованно, отпадает необходимость в специальном нагрузочном резисторе и источнике вспомогательного напряжения, а также значительно упрощается согласование режимов транзисторов. Роль нагрузки усилительного каскада здесь играет весьма значительное по величине сопротивление коллекторного перехода регулирующего транзистора. При выполнении стабилизатора по этой схеме можно обойтись без применения в регулирующем элементе составного транзистора до токов нагрузки 300—500 мА.

Все стабилизаторы напряжения, описанные в статье, испытывались при токе нагрузки Iн—300 мА и выходном напряжении Uн=15 в. Во время испытаний стабилизаторы питались от выпрямителя, собранного по мостовой схеме без сглаживающего фильтра.

В заключение следует отметить, что коэффициент стабилизации всех схем, приведенных выше, можно повысить увеличением доли выходного напряжения, действующей на усилитель обратной связи стабилизатора. С этой целью необходимо увеличивать значение коэффициента n=R2/R1+R2 (для схемы рис. 1), что возможно путем выбора опорного напряжения, близкого к значению Uн. Другим путем является замена резистора R1 (см. рис. 1) таким стабилитроном (показан пунктиром), чтобы Uст. Д1+Uст.Д2≈Uн. Такая замена позволяет увеличить коэффициент стабилизации стабилизатора по схеме рис. 1 с 20 до 50.

 

 

Ознакомиться с основными характеристиками и цоколевкой интегральных микросхем стабилизаторов напряжения можно на страницах нашего сайта:

Справочная информация по интегральным стабилизаторам напряжения AN серии

Справочная информация по интегральным стабилизаторам напряжения MC серии
Справочная информация по интегральным стабилизаторам напряжения LM серии

Стабилизаторы напряжения на транзисторах: схема на стабилитроне

Чаще всего радиотехнические устройства для своего функционирования нуждаются в стабильном напряжении, не зависящем от изменений сетевого питания и от тока нагрузки. Для решения этих задач используются компенсационные и параметрические устройства стабилизации.

Параметрический стабилизатор

Его принцип работы заключается в свойствах полупроводниковых приборов. Вольтамперная характеристика полупроводника – стабилитрона показана на графике.

Во время включения стабилитрона свойства подобны характеристике простого диода на основе кремния. Если стабилитрон включить в обратном направлении, то электрический ток сначала будет расти медленно, но при достижении некоторой величины напряжения наступает пробой.

Это режим, когда малый прирост напряжения создает большой ток стабилитрона. Пробойное напряжение называют напряжением стабилизации. Во избежание выхода из строя стабилитрона, течение тока ограничивают сопротивлением.

При колебании тока стабилитрона от наименьшего до наибольшего значения, напряжение не изменяется.

На схеме показан делитель напряжения, который состоит из балластного сопротивления и стабилитрона. К нему параллельно подключена нагрузка. Во время изменения величины питания меняется и ток резистора. Стабилитрон берет изменения на себя: меняется ток, а напряжение остается постоянным. При изменении резистора нагрузки ток изменится, а напряжение останется постоянным.

Компенсационный стабилизатор

Прибор, рассмотренный ранее очень простой по конструкции, но дает возможность подключать питание прибора с током, который не превышает наибольшего тока стабилитрона. Вследствие этого используют приборы, стабилизирующие напряжение, и получившие название компенсационных. Они состоят из двух видов: параллельные и последовательные.

Называется прибор по методу подключения элементу регулировки. Обычно используются компенсационные стабилизаторы, относящиеся к последовательному виду. Его схема:

Элементом регулировки выступает транзистор, соединенный последовательно с нагрузкой. Напряжение выхода равняется разности значения стабилитрона и эмиттера, которое составляет несколько долей вольта, поэтому считается, что выходное напряжение равно стабилизирующему напряжению.

Рассмотренные приборы обоих типов имеют недостатки: невозможно получить точную величину напряжения выхода и производить регулировку во время работы. Если нужно создать возможность регулирования, то стабилизатор компенсационного вида изготавливают по схеме:

В этом приборе регулировка осуществляется транзистором. Основное напряжение выдает стабилитрон. Если напряжение выхода повышается, база транзистора получается отрицательной в отличие от эмиттера, транзистор откроется на большую величину и ток возрастет.

Вследствие этого, напряжение отрицательного значения на коллекторе станет ниже, так же как и на транзисторе. Второй транзистор закроется, его сопротивление повысится, напряжение выводов повысится.

Это приводит к снижению напряжения выхода и возвращению к бывшему значению.

При снижении напряжения выхода проходят подобные процессы. Отрегулировать точное напряжение выхода можно резистором настройки.

Стабилизаторы на микросхемах

Такие устройства в интегральном варианте имею повышенные характеристики параметров и свойств, которые отличаются от подобных приборов на полупроводниках. Также они обладают повышенной надежностью, небольшими габаритами и весом, а также небольшой стоимостью.

Последовательный стабилизатор

  • 1 – источник напряжения;
  • 2 – Элемент регулировки;
  • 3 – усилитель;
  • 4 – источник основного напряжения;
  • 5 – определитель напряжения выхода;
  • 6 – сопротивление нагрузки.

Элемент регулировки выступает в качестве изменяемого сопротивления, подключенного по последовательной схеме с нагрузкой. При колебании напряжения меняется сопротивление элемента регулировки так, что происходит компенсация таких колебаний. Воздействие на элемент регулировки производится по обратной связи, которая содержит элемент управления, источник основного напряжения и измеритель напряжения. Этот измеритель является потенциометром, с которого приходит часть напряжения выхода.

Обратная связь регулирует напряжение выхода, использующееся для нагрузки, напряжение выхода потенциометра становится равным основному напряжению. Колебания напряжения от основного создает некоторое падение напряжения на регулировке.

Вследствие этого, измеряющим элементом в определенных границах можно осуществлять регулировку напряжения выхода. Если стабилизатор планируется изготовить на определенную величину напряжения, то измеряющий элемент создается внутри микросхемы с компенсацией температуры.

При наличии большого интервала напряжения выхода, измеряющий элемент выполняется за микросхемой.

Параллельный стабилизатор

  • 1 – источник напряжения;
  • 2 –элемент регулирующий;
  • 3 – усилитель;
  • 4 – источник основного напряжения;
  • 5 – измерительный элемент;
  • 6 – сопротивление нагрузки.

Если сравнить схемы стабилизаторов, то прибор последовательного вида имеет повышенный КПД при неполной загрузке. Прибор параллельного вида расходует неизменную мощность от источника и выдает ее на элемент регулировки и нагрузку. Стабилизаторы параллельные рекомендуется использовать при неизменных нагрузках при полной загруженности. Стабилизатор параллельный не создает опасности при КЗ, последовательный вид при холостом ходе. При неизменной нагрузке оба прибора создают высокий КПД.

Стабилизатор на микросхеме с 3-мя выводами

Инновационные варианты схем стабилизаторов последовательного вида выполнены на 3-выводной микросхеме. Вследствие того, что есть всего лишь три вывода, их проще использовать в практическом применении, так как они вытесняют остальные виды стабилизаторов в интервале 0,1-3 ампера.

  1. U вх – необработанное напряжение входа;
  2. U вых –напряжение выхода.

Можно не использовать емкости С1 и С2, однако они позволяют оптимизировать свойства стабилизатора.

Емкость С1 применяется для создание стабильности системы, емкость С2 нужна по той причине, что внезапное повышение нагрузки нельзя отследить стабилизатором. В таком случае поддержка тока осуществляется емкостью С2.

Практически часто применяются микросхемы серии 7900 от компании Моторола, которые стабилизируют положительную величину напряжения, а 7900 – величину со знаком минус.

Микросхема имеет вид:

Для увеличения надежности и создания охлаждения стабилизатор монтируют на радиатор.

Стабилизаторы на транзисторах

На 1-м рисунке схема на транзисторе 2SC1061.

На выходе прибора получают 12 вольт, на напряжение выхода зависит прямо от напряжения стабилитрона. Наибольший допустимый ток 1 ампер.

При применении транзистора 2N 3055 наибольший допускаемый ток выхода можно повысить до 2 ампер. На 2-м рисунке схема стабилизатора на транзисторе 2N 3055, напряжение выхода, как и на рисунке 1 зависит от напряжения стабилитрона.

  • 6 В — напряжение выхода, R1=330, VD=6,6 вольт
  • 7,5 В — напряжение выхода, R1=270, VD = 8,2 вольт
  • 9 В — напряжение выхода, R1=180, Vd=10

На 3-м рисунке – адаптер для автомобиля – аккумуляторное напряжение в автомобиле равно 12 В. Для создания напряжения меньшего значения применяют такую схему.

Схема включения стабилизаторов напряжения

(3

Источник: http://ostabilizatore.ru/shemy-prostyh-stabilizatorov-naprjazhenija.html

Стабилизатор тока: схема, регулируемый, импульсный, конструкция и назначение

Яркость светодиодных источников зависит от протекающего тока, а он в свою очередь – от напряжения питания. В условиях колебания нагрузки возникает пульсация светильников. Для ее предотвращения используется специальный драйвер – стабилизатор тока. При поломках элемент можно сделать самостоятельно.

Конструкция и принцип работы

Стабилизатор обеспечивает постоянство тока при его отклонении

Стабилизатор обеспечивает постоянство показателей рабочего тока LED-диодов при его отклонении от нормы. Он предотвращает перегрев и выгорание светодиодов, поддерживает постоянство потока при перепадах напряжения или разрядке АКБ.

Простейшее устройство состоит из трансформатора, выпрямительного моста, соединенного с резисторами и конденсаторами. Действие стабилизатора основывается на следующих принципах:

  • подача тока на трансформатор и изменение его предельной частоты до частоты электросети – 50 Гц;
  • регулировка напряжения на повышение и понижение с последующим выравниванием частоты до 30 Гц.

В процессе преобразования также задействуются выпрямители высоковольтного типа. Они определяют полярность. Стабилизация электрического тока осуществляется при помощи конденсаторов. Для снижения помех применяются резисторы.

Разновидности токовых стабилизаторов

Светодиод загорается при достижении порогового значения тока. Для маломощных устройств этот показатель равняется 20 мА, для сверхъярких – от 350 мА. Разброс порогового напряжения объясняет наличие различных видов стабилизаторов.

Резисторные стабилизаторы

Для регулируемого стабилизатора параметров тока для маломощных светодиодов применяется схема КРЕН. Она предусматривает наличие элементов КР142ЕН12 либо LM317. Процесс выравнивания осуществляется при силе тока 1,5 А и напряжении на входе 40 В. В условиях нормального теплового режима резисторы рассеивают мощность до 10 т. Собственное энергопотребление составляет около 8 мА.

Узел LM317 удерживает на главном резисторе постоянную величину напряжения, регулируемую подстроечным элементом. Основной, или токораздающий элемент может стабилизировать ток, пропущенный через него. По этой причине стабилизаторы на КРЕН применяются для зарядки аккумуляторов.

Величина в 8 мА не изменяется даже при колебаниях тока и напряжения на входе.

Транзисторные устройства

Схема транзисторного стабилизатора напряжения

Регулятор на транзисторах предусматривает использование одного или двух элементов. Несмотря на простоту схемы при колебаниях напряжения не всегда бывает стабильный ток нагрузки. При его увеличении на одном транзисторе повышается напряжение резистора до 0,5-0,6 В. после этого начинает работать второй транзистор. В момент его открытия первый элемент закрывается, а сила и величина тока, проходящие через него, понижается.

Второй транзистор должен быть биполярным.

Две схемы для транзисторов разной проводимости, в которых стабилитроны заменены двумя обычными диодами VD1, VD2

Для реализации схемы с заменой стабилитронов на диоды применяются:

  • диоды VD1 и VD2;
  • резистор R1;
  • резистор R2.

Подача тока через светодиодный элемент задается резистором R2. Для выхода на линейный участок ВАХ-диодов с привязкой к току базового транзистора используется резистор R1. Чтобы транзистор сохранял устойчивость, напряжение питания не должно быть меньше суммарного напряжения диодов + 2-2,5 В.

Для получения тока 30 мА через 3 последовательно подключенных диода с напряжением 3,1 В по прямой производится запитка 12 В. Резисторное сопротивление должно равняться 20 Ом при мощности рассеивания 18 мВт.

Схема нормализует режим работы элементов, снижает токовые пульсации.

Схема с советскими транзисторами. Допустимое напряжение советских КТ940 или КТ969 – до 300 В, что подходит, если источник света – мощный SMD-элемент. Параметры тока задаются резистором. Напряжение стабилитрона составляет при этом 5,1 В, а мощность – 0,5 В.

Минус схемы – падение напряжения при повышении силы тока. Его можно устранить, заменив биполярный транзистор на MOSFET с низкими параметрами сопротивления. Мощный диод заменяется элементом IRF7210 на 12 А или IRLML6402 на 3,7 А.

Стабилизаторы тока на полевике

Стабилизатор напряжения на полевом транзисторе

Полевой элемент отличается закороченным истоком и затвором, а также встроенным каналом. При использовании полевика (IRLZ 24) с 3-мя выводами на вход подается напряжение 50 В, на выходе получается 15,7 В.

Для подачи напряжения задействуется потенциал заземления. Параметры тока на выходе зависят от начального тока стока, и не привязываются к истоку.

Линейные устройства

Стабилизатор, или делитель постоянного показателя тока принимает нестабильное напряжение. На выходе линейный прибор его выравнивает. Он функционирует по принципу постоянного изменения параметров сопротивления для выравнивания питания на выходе.

К преимуществам эксплуатации относятся минимальное число деталей, отсутствие помех. Недостатком является малый КПД при разнице питания на входе и выходе.

Феррорезонансное устройство

Стабилизатор для переменного тока устаревшей модели, схема которого представлена конденсатором и двумя катушками – с ненасыщенным и насыщенным сердечником. К насыщенному (индуктивному) сердечнику подается напряжение постоянного типа, не зависимое от параметров тока. Это облегчает подбор данных для второй катушки и емкостный диапазон стабилизации питания.

Устройство работает по принципу качелей, которые сразу сложно остановить или раскачать сильнее. Подача напряжения происходит по инерции, поэтому возможны падения нагрузки или разрыв цепи питания.

Особенности схемы токового зеркала

Классическая схема токового зеркала

Токовое зеркало, или отражатель выстраивается на паре транзисторов согласованного типа, т.е. с одинаковыми параметрами. Для их производства используется один светодиодный кристалл полупроводника.

Схема токового зеркала по уравнению Эберса-Молла. Принцип работы заключается в том, что транзисторные базы объединяются, а эмиттеры подкидываются на одну шину питания. В итоге параметры переходного напряжения сцепки «база – транзистор-эмиттер» равны.

Преимущества схемы заключаются в равном диапазоне устойчивости и отсутствии падения напряжение на резисторе-эмиттере. Параметры легче задаются при помощи тока. Недостаток заключается в эффекте Эрли – привязке напряжения на выходе к коллекторному и его колебания.

Схема токового зеркала Уилсона. Токовое зеркало может стабилизировать постоянную величину выходного тока и реализуется так:

  1. Транзисторы № 1 и № 1 включены по принципу стандартного токового зеркала.
  2. Транзистор № 3 фиксирует потенциал коллектора элемента № 1 на удвоенный параметр падения диодного напряжения.
  3. Оно будет меньше, чем напряжение питания, что подавляет эффект Эрли.
  4. Коллектор транзистора № 1 задействуется для установления режима схемы.
  5. Ток на выходе зависит от транзистора № 2.
  6. Транзистор № 3 трансформирует выходной ток в нагрузку с переменным напряжением.

Транзистор № 3 можно не согласовывать с остальными.

Стабилизатор компенсационного напряжения

Компенсационный стабилизатор напряжения

Выпрямитель работает по принципу обратной связи цепи для напряжения. Полное или частичное напряжение приравнивает к опоре. В результате стабилизатор генерирует параметры напряжения ошибки, устраняя колебания яркости для светодиодов. Прибор состоит из следующих элементов:

  • Регулирующий элемент или транзистор, который совместно с сопротивлением нагрузки образует делитель напряжения. Эмиттерный показатель транзистора должен превышать ток нагрузки в 1,2 раза.
  • Усилитель – управляет РЭ, выполняется на базе транзистора №2. Маломощный элемент согласуется с мощным по составному принципу.
  • Источник напряжения опоры – в схеме задействуется стабилизатор параметрического типа. Он выравнивает напряжение стабилитрона и резистора.
  • Дополнительные источники.
  • Конденсаторы – для сглаживания пульсаций, устранения паразитного возбуждения.

Стабилизаторы компенсационного напряжения работают по принципу увеличения входного напряжения с дальнейшим возрастанием токов. Закрытие первого транзистора увеличивает сопротивление и напряжение зоны коллектор-эмиттер. После подачи нагрузки оно выравнивается до номинала.

Устройства на микросхемах

Для стабилизующих приборов применяется микросхема 142ЕН5 или LМ317. Она позволяет выровнять напряжение, принимая по цепи обратной связи сигнал от датчика, подключенного к сети тока нагрузки.

В качестве датчика задействует сопротивление, при котором регулятор может поддерживать постоянное напряжение и ток нагрузки. Сопротивление датчика будет меньше сопротивления по нагрузке. Схему задействуют для зарядных устройств, по ней же проектируется ЛЕД-лампа.

Импульсные стабилизаторы

Импульсный прибор отличается высоким КПД и при минимальных параметрах входного напряжения создают высокое напряжение потребителей. Для сборки используется микросхема МАХ 771.

Регулировать силу тока будут один или два преобразователя. Делитель выпрямительного типа выравнивает магнитное поле, понижая допустимую частоту напряжения. Для подачи тока на обмотку светодиодный элемент передает сигнал транзисторам. Стабилизация на выходе осуществляется посредством вторичной обмотки.

Как сделать стабилизатор тока для светодиодов самостоятельно

Изготовление стабилизатора для светодиодов своими руками осуществляется несколькими способами. Новичку целесообразно работать с простыми схемами.

На основе драйверов

Понадобится выбрать микросхему, которую трудно выжечь – LM317. Она будет выполнять роль стабилизатора. Второй элемент – переменный резистор с сопротивлением в 0,5 кОм с тремя выводами и ручкой регулировки.

Сборка осуществляется по следующему алгоритму:

  1. Припаять проводники к среднему и крайнему выводу резистора.
  2. Перевести мультиметр в режим сопротивления.
  3. Замерить параметры резистора – они должны равняться 500 Ом.
  4. Проверить соединения на целостность и собрать цепь.

На выходе получится модуль с мощностью 1,5 А. Для увеличения тока до 10 А можно добавить полевик.

Стабилизатор для автомобильной подсветки

Для работы потребуется линейный прибор в виде микросхемы L7812, две клеммы, конденсатор 100n (1-2 шт.), текстолитовый материал и трубка с термоусадкой. Изготовление производится пошагово:

  1. Выбор схемы под L7805 из даташита.
  2. Вырезать из текстолита нужный по размеру кусок.
  3. Наметить дорожки, делая насечки отверткой.
  4. Припаять элементы так, чтобы вход был слева, а выход – справа.
  5. Сделать корпус из термотрубки.

Стабилизирующее устройство выдерживает до 1,5 А нагрузки, монтируется на радиатор.

В качестве радиатора задействуется кузов машины за счет соединения центрального вывода корпуса с минусом.

Нюансы расчета стабилизатора тока

Расчет стабилизатора производится на основании напряжения стабилизации U и тока (среднего) I. К примеру, напряжение входного делителя составляет 25 В, на выходе нужно получить 9 В. Вычисления предусматривают:

  1. Подбор по справочнику стабилитрона. Ориентируются на напряжение стабилизации: Д814В.
  2. Поиск среднего тока I по таблице. Он равен 5 мА.
  3. Вычисление подающего напряжения как разности стабильного напряжения входа и выхода: UR1 = Uвx — Uвых, или 25-9=16 В.
  4. Деление полученного значение по закону Ома на ток стабилизации по формуле R1 = UR1 / Iст, или 16/0,005=3200 Ом, или 3,2 кОм. Номинал элемента будет 3,3 кОм.
  5. Вычисление максимальной мощности по формуле РR1 = UR1 * Iст, или 16х0,005=0,08.

Через резистор проходит ток стабилитрона и выходной, поэтому его мощность должна быть в 2 раза больше (0,16 кВт). На основании таблицы данному номиналу соответствует 0,25 кВт.

Самостоятельная сборка стабилизатора для светодиодных устройств возможна только при знании схемы. Начинающим мастерам рекомендовано использовать простые алгоритмы. Рассчитать элемент по мощности можно на основании формул из школьного курса физики.

Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/kak-sdelat-stabilizatory-toka-dlya-svetodiodov-svoimi-rukami/

Стабилизатор напряжения на полевом транзисторе

Несложная схема для регулирования, а также стабилизации напряжения представлена на картинке выше, её сможет собрать даже новичок в электронике. К примеру, на вход подано 50 вольт, а на выходе получаем 15,7 вольт или другое значение до 27V.

Схема регулируемого стабилизатора

Основной радиодеталью данного устройства является полевой (MOSFET) транзистор, в качестве которого можно использовать IRLZ24/32/44 и другие подобные. Наиболее часто они производятся компаниями IRF и Vishay в корпусах TO-220 и D2Pak. Стоит около 0.58$ грн в розницу, на ebay 10psc можно приобрести за 3$ (0,3 доллара за штуку). Такой мощный транзистор имеет три вывода: сток (drain), исток (source) и затвор (gate), он имеет такую структуру: металл-диэлектрик(диоксид кремния SiO2)-полупроводник. Микросхема-стабилизатор TL431 в корпусе TO-92 обеспечивает возможность настраивать значение выходного электрического напряжения. Сам транзистор я оставил на радиаторе и  припаял его к плате с помощью проводков.

Входное напряжение для этой схемы может быть от 6 и до 50 вольт. На выходе же получаем 3-27V с возможностью регулирования подстрочным резистором 33k. Выходной ток довольно большой, до 10 Ампер, в зависимости от радиатора.

Сглаживающие конденсаторы C1,C2 могут иметь ёмкость 10-22 мкФ, C3 4,7 мкФ. Без них схема и так будет работать, но не так хорошо, как нужно. Не забываем про вольтаж электролитических конденсаторов на входе и выходе, мною были взяты все рассчитаны на 50 Вольт.

Мощность, которую сможет рассеять такой стабилизатор напряжения не может быть более 50 Ватт. Полевой транзистор обязательно устанавливается на радиатор, рекомендуемая площадь поверхности которого не менее 200 квадратных сантиметров (0,02 м2). Не забываем про термопасту или подложку-резинку, чтобы тепло лучше отдавалось.

Возможно использование подстрочного резистора 33k типа WH06-1, WH06-2 они имеют достаточно точную регулировку сопротивления, вот так они выглядят, импортный и советский.

Для удобства на плату лучше припаять две колодки, а не провода, которые легко отрываются.

Печатная плата для дискретных элементов и переменного резистора типа СП5-2 (3296).

Стабильность неплоха и напряжение изменяется только на доли вольта на протяжении длительного времени. Готовая платка получилась компактна и удобна. Так как я планирую длительное время использовать это устройство для защиты дорожек окрасил всё дно платы зеленым цапонлаком. Автор материала — Егор.

   Форум по БП

   Обсудить статью Стабилизатор напряжения на полевом транзисторе

Источник: https://radioskot.ru/publ/bp/stabilizator_naprjazhenija_na_polevom_tranzistore/7-1-0-1012

Параметрический стабилизатор напряжения на транзисторе

Итак, справа изображена схема простейшего транзисторного стабилизатора напряжения.

Обозначения:

  1. Iк — коллекторный ток транзистора
  2. Iн — ток нагрузки
  3. Iб — ток базы транзистора
  4. IR — ток через балластный резистор
  5. Uвх — входное напряжение
  6. Uвых — выходное напряжение (падение напряжения на нагрузке)
  7. Uст — падение напряжения на стабилитроне
  8. Uбэ — падение напряжения на p-n переходе база-эмиттер транзистора

Как такой стабилизатор работает и чем его работа отличается от работы параметрического стабилизатора на стабилитроне? Да почти ничем их работа не отличается, — напряжение на выходе схемы остаётся стабильным в результате наличия на вольт-амперных характеристиках (стабилитрона и p-n перехода база-эмиттер транзистора) участков, на которых падение напряжения слабо зависит от тока. То есть как и у всех параметрических стабилизаторов стабильность достигается внутренними свойствами компонентов.

Действительно, как видно из рисунка, падение напряжения на нагрузке равно разности падений напряжений на стабилитроне и на p-n переходе БЭ транзистора.

Поскольку падение напряжения на стабилитроне слабо зависит от тока (на рабочем участке оно равно напряжению стабилизации), падение напряжения на прямосмещённом p-n переходе тоже слабо зависит от тока (для кремниевого транзистора его можно взять примерно таким же, как для обычного кремниевого диода — примерно 0,6 Вольт), то получается, что и выходное напряжение тоже постоянно.

Теперь добавим немного математики.

С напряжением на нагрузке (выходным напряжением) уже всё понятно: Uвых=Uст-Uбэ, давайте рассчитаем R0 и область нормальной работы стабилизатора. Но прежде нарисуем рядом два рисуночка — кусок схемы нашего стабилизатора и кусок простейшего параметрического стабилизатора на стабилитроне:

Похоже, не правда ли? Более того, рассуждения и выводимые из них соотношения для расчёта R0 и области нормальной работы тоже очень похожи.

  • Уравнение, описывающее токи и напряжения для выдранного выше куска схемы нашего стабилизатора:
  • Uвх=Uст+IRR0, учитывая что IR=Iст+Iб, получим
  • Uвх=Uст+(Iст+Iб)R0   (1)

Для нормальной работы стабилизатора (чтобы напряжение на стабилитроне всегда было в пределах от Uст min до Uст max) необходимо, чтобы ток через стабилитрон всегда был в пределах от Iст min до Iст max. Минимальный ток через стабилитрон будет течь при минимальном входном напряжении и максимальном токе базы транзистора. Зная это, найдём сопротивление балластного резистора:

  1. R0=(Uвх min-Uст min)/(Iб max+Iст min)   (2)
  2. Если учесть, что в нашем случае, когда транзистор включен по схеме с общим коллектором, ток базы связан с током эмиттера соотношением Iэ=Iб(h31Э+1), ток эмиттера равен току нагрузки (потому что в цепь эмиттера же у нас нагрузка включена), а напряжение на стабилитроне в рабочем режиме меняется незначительно (вместо Uст min возьмём просто Uст), то получим, что
  3. R0=(Uвх min-Uст)/(Iн max/(h31Э+1)+Iст min)   (3)
  4. h31Э+1 — это коэффициент усиления по току для схемы с общим коллектором (h31K), но поскольку h31Э обычно достаточно большой, то нередко слагаемое «+1» выкидывают и считают, что h31К=h31Э, тогда формула (3) становится чуть проще:
  5. R0=(Uвх min-Uст)/(Iн max/h31Э+Iст min)
  6. Максимальный ток через стабилитрон будет течь при минимальном токе базы транзистора и максимальном входном напряжении. Учитывая это и сказанное выше относительно минимального тока через стабилитрон, с помощью уравнения (1) можно найти область нормальной работы стабилизатора:

Перегруппировав это выражение, получим:

Или, по другому:

Если считать, что минимальное и максимальное напряжение стабилизации (Uст min и Uст max) отличаются незначительно (первое слагаемое в правой части можно считать равным нулю), а также то, что Iн=Iэ=Iбh31Э («+1» — выкинем), тогда уравнение, описывающее область нормальной работы стабилизатора, примет следующий вид:

Из этой формулы хорошо видно преимущество такого транзисторного стабилизатора над параметрическим стабилизатором на стабилитроне — при прочих равных параметрах у транзисторного стабилизатора выходной ток может меняться в более широких пределах.

Для примера опять возьмём стабилитрон КС147А (Iст=3..53мА), и прикинем на какой максимальный ток мы сможем рассчитывать при понижении напряжения с 6..10В до 5В при условии, что выходной ток может меняться от нуля до Imax. Транзистор возьмём КТ815А (h31Э=40). Решив совместно систему уравнений (3), (4), получим R0 около 110 Ом и максимальный ток порядка 550 мА.

Однако стоит заметить, что нестабильность выходного напряжения в данном случае будет ещё хуже, поскольку теперь к нестабильности напряжения на стабилитроне добавится ещё нестабильность падения напряжения на p-n переходе транзистора.

Плюс мы ещё не учли, что выходное напряжение будет меньше, чем на стабилитроне на величину падения напряжения на p-n переходе, так что по хорошему нам бы надо было взять стабилитрон не на 4,7В, а на 5,1 или даже на 5,6 Вольт (я специально взял для примера такой же стабилитрон, как и в статье про параметрический стабилизатор на стабилитроне, чтобы нагляднее было видно насколько при одном и том же стабилитроне будет отличаться ток нагрузки).

Собственно, методы борьбы с нестабильностью здесь совершенно аналогичные — нужно как-то уменьшить нестабильность напряжения на стабилитроне. Для этого можно, как и в прошлый раз, взять более узкий рабочий участок ВАХ стабилитрона.

Это естественно, также приведёт к сужению области нормальной работы (потому что диапазон изменения рабочего тока стабилитрона уменьшится), но в данном случае, когда область нормальной работы и так шире, чем у параметрического стабилизатора на стабилитроне (примерно в h31Э раз), мы вполне можем себе позволить отказаться от части диапазона выходного тока и/или части диапазона входного напряжения ради увеличения стабильности выходного напряжения.

Ещё больше увеличить область нормальной работы можно, если использовать два транзистора, включенные по схеме Дарлингтона или Шиклаи (рисунок слева). В этом случае h31Э будет гораздо больше.

Ну и самый писк — сделать компенсационный стабилизатор напряжения на операционном усилителе, поскольку коэффициент усиления ОУ не просто больше, а значительно, гораздо, во много — много раз больше, чем у любого транзистора (соответственно, мы сможем в ещё более узком диапазоне менять ток через стабилитрон, получим ещё меньшее изменение напряжения на нём и, как следствие, — ещё более стабильное выходное напряжение).

Есть другой вариант — можно вместо обычного стабилитрона взять интегральный стабилитрон, например, TL431. В этом случае, кроме значительно меньшей нестабильности, получим ещё и возможность регулирования выходного напряжения.

На закуску скажу, что лёгким движением руки такой стабилизатор напряжения можно превратить в стабилизатор тока (нужно просто стабилизировать напряжение не на нагрузке, а на специальном токоизмерительном резисторе).

Источник: https://radiohlam.ru/prtrstab/

Простой мощный параллельный стабилизатор на транзисторах

В предлагаемой статье описываются принципы работы параллельного стабилизатора, и рассматривается возможность его применения для стабилизации питания мощных высококачественных усилителей НЧ. Приведена также схема полного источника питания с параллельным стабилизатором.

Среди радиолюбителей, а также в промышленных аудиоустройствах высокого качества широко используются параллельные стабилизаторы. В этих устройствах стабилизирующий элемент подключается параллельно нагрузке, что хорошо отражается на таком параметре стабилизатора, как его быстродействие. Фактически быстродействие стабилизатора определяется быстродействием стабилизирующего элемента.

Также к достоинствам параллельных стабилизаторов стоит отнести тот факт, что независимо от тока, потребляемого от стабилизатора, ток, потребляемый им самим от источника питания, остается неизменным.

Этот факт положительно отражается на уровне излучаемых БП в целом помех (за счет того, что девиации тока потребления не протекают через трансформатор и выпрямительный мост), хотя и служит причиной их низкого КПД.

Рассмотрим вышеизложенное на примере простейшего параллельного стабилизатора – параметрическом стабилизаторе на стабилитроне (рис.1.)

Резистор R0 задает суммарный ток, который будет течь через стабилитрон и подключенную, параллельно ему нагрузку.

Легко видеть, что при изменении тока нагрузки, ток через резистор R0 останется постоянным, изменится лишь ток, текущий через стабилитрон D1. Так будет происходить, пока будет выполняться условие (1):IНR0-Iст.мин.

  (1)
где IН — ток нагрузки,
IR0 — ток через R0,
Iст.мин. – минимальный ток стабилизации стабилитрона D1

Быстродействие данного стабилизатора будет определяться в основном скоростью изменением величины барьерной емкости стабилитрона [1], а также временем заряда-разряда конденсатора  С1.

Однако у подобных стабилизаторов есть и недостатки – в частности для получения более-менее приличного коэффициента стабилизации (>100), через стабилитрон должен течь ток, соизмеримый с током нагрузки.

Это обстоятельство, с учетом того, что подавляющее количество стабилитронов рассчитано на ток до 100 мА, затрудняет использование параметрических стабилизаторов в мощных устройствах.

Чтобы обойти это препятствие, параллельно стабилизатору ставят мощный активный элемент, например MOSFET транзистор, как показано на рисунке 2.

В этой схеме стабилитрон лишь задает стабильное напряжение на затворе транзистора Q1, через цепь сток-исток которого и течет основной ток. Стабилитрон VD3 предохраняет Q1 от пробоя ввиду высоковольтности данной реализации. Подробнее о работе этой схемы можно прочитать в [2].

Схема, приведенная на рисунке один способна работать с большими токами (ограничивается предельными характеристиками примененного мосфета), но выделяет большую мощность и имеет низкий КПД(менее 30% – если падение на резисторе R1 сравнительно велико, ток через мосфет сравним с током через нагрузку, величины входного и выходного напряжений не превышают 100 В), что в мощных приложениях является серьезным недостатком.

Но ток текущий через мосфет, можно заметно снизить без ущерба для коэффициента стабилизации, если устранить источник нестабильности в данной схеме. Остановимся на нем подробнее.

При изменении напряжения на входе стабилизатора изменяется ток, текущий через резистор R1, это изменение можно снизить увеличением номинала этого резистора, но это, в свою очередь потребует увеличение падения напряжения на этом резисторе, а следовательно снизит КПД.

Оптимальным решением, на мой взгляд является замена этого резистора на источник тока, на котором падение напряжение можно будет установить равное сумме девиации входного напряжения+2-3 вольта для нормально работы активного элемента источника тока.

С учетом этих дополнений была разработана схема источника питания с параллельным стабилизатором, представленная на рисунке 3.

Функцию токозадающего резистора здесь выполняет источник тока на транзисторе Q1. Для снижения нестабильности выдаваемого им тока, он запитан от другого источника тока меньшей мощности, который в свою очередь запитан через RCR фильтр для снижения пульсаций.

Резистором R7 можно грубо регулировать рабочий ток стабилизатора, резистором R4 плавно. Резистором R8 можно подстроить выходное напряжение стабилизатора в небольших пределах. R6 представляет собой нагрузку БП, потребляющую около 600 мА.(без нагрузки БП не подключать!).

Транзисторы Q1 и M1 можно установить на общем радиаторе площадью не менее 500 кв.см.

Основные технические характеристики стабилизатора (с входным и выходным RC-фильтрами):

  1. Выходное напряжение = 12В.
  2. Входное напряжение > 18В.
  3. Ток нагрузки – 600 мА
  4. Потребляемый ток – 750 мА (при номиналах, указанных на схеме, изменяется подбором резистора R2,R7,R4 – в порядке величины влияния)
  5. Уровень пульсаций на выходе — -112дБ
  6. КПД=57%

Легко видеть, что представленная схема обладает достаточно высокими параметрами в части КПД и Кст, сравнимыми с характеристиками компенсационных последовательных стабилизаторов, при этом практически полностью сохраняя достоинства параллельных стабилизаторов.
При этом схема достаточно проста, не требует дефицитных деталей, и может быть сконструирована даже начинающими радиолюбителями.

При входном напряжении до 50В в схеме можно применить – Q1-BD244C, Q2-BC546А, M1-IRF630. В качестве стабилитрона D7 можно применить любой на напряжение 8,2 В, диоды D1-D4 например SF54, диоды D5,D6,D8,D9 – например 1N4148.

Литература:

  1. Жеребцов И.П. Основы электроники, стр. 40, Л, 1989.
  2. Рыжков В.А. Простой параллельный стабилизатор на транзисторе.

Обсуждение схемы на форуме

Список радиоэлементов

Скачать список элементов (PDF)

Источник: https://cxem.net/pitanie/5-170.php

Стабилизатор напряжения питания УМЗЧ. Доработанная схема В. Орешкина. Подписка на платы!

Двухполярный источник питания, предложенный В. Орешкиным, во многом отвечает взаимоисключающим требованиям, предъявляемым к стабилизатору напряжения питания УМЗЧ [1, 2].В настоящей заметке описывается доработанная схема, позволяющая простыми средствами повысить коэффициент стабилизации и уменьшить выходное сопротивление при сохранении малой постоянной времени апериодического процесса.

Доработка свелась к замене балластных резисторов в компенсационных стабилизаторах источниками тока и к учету рекомендаций фирмы Texas Instruments по построению блоков питания для УМЗЧ.

Содержание / Contents

Схема двухполярного источника питания приведена на рис. 1.

Рис.1. Двухполярный источник питания УМЗЧ

Он состоит из двух гальванически не связанных выпрямителей VD1, C1, C2, C5, C6, C9, C11, C13 и VD2, C3, C4, C7, C8, C10, C12, C14, двух параметрических стабилизаторов, выполненных на стабилитронах VD3, VD4 и источниках тока на транзисторах VT5, VT6, и эмиттерных повторителей на транзисторах VT1, VT3 и VT2, VT4.

Коэффициент стабилизации повышен благодаря питанию источника образцового напряжения одного стабилизатора от выходного напряжения другого и использованию вместо резисторов источников тока.Выпрямители собраны на диодных мостах VD1, VD2, состоящих из двойных диодов Шотки с общим катодом 16CTQ100. Диоды включены параллельно.

Конденсаторы С1…С8; С9, С10 и RC — цепочки R9, C23 и R10, C24 установлены в соответствии с рекомендациями фирмы Texas Instruments по построению блоков питания для УМЗЧ [3].Для уменьшения шумов каждый стабилитрон VD3, VD4 зашунтирован парой конденсаторов — оксидным и пленочным (соответственно С15, С17 и С16, С18).

Источники тока на транзисторах VT5, VT6 содержат параметрические стабилизаторы HL1, C19, C21, R8 и HL2, C20, C22 в базах транзисторов.Ток каждого источника равен:

IVD4=(UHL1-UбэVT5)/R4=(1,76-0,56)/0,13=9,2 мА,

IVD3=(UHL2-UбэVT6)/R7=9,2 мА.Резисторы R5, R6 уменьшают мощность, рассеиваемую на коллекторах транзисторов источников тока.Коллекторы (корпусы) мощных транзисторов VT1, VT2 соединены с общим проводом блока питания, что позволяет обойтись без теплопроводящих прокладок, тем самым улучшить отвод тепла при больших токах нагрузки.Для снижения динамического сопротивления источника питания его выходы зашунтированы парами конденсаторов оксидный — пленочный (соответственно С25, С27 и С26, С28). Балластные резисторы со светодиодами зеленого цвета служат для индикации (HL3, R11 и HL4, R12).Резистор R2 предназначен для запуска двухполярного стабилизатора при включении питания.Стабилизатор имеет защиту от короткого замыкания в нагрузке. При замыкании в любом плече отключаются оба стабилизатора.Основные технические характеристики:Выходные напряжения стабилизатора, В …. ±15Максимальный ток нагрузки, А …. 20Коэффициент стабилизации, не менее …. 1500Выходное сопротивление, не более, Ом …. 0,01

Напряжение на понижающих обмотках трансформатора питания, В …. 2×20

Список деталей (BOM) приведен ниже.Детали: VD1, VD2 Диод Шоттки 16CTQ100 IR (100V, 16A) — 8 шт.,VD3, VD4 Стабилитрон BZX55C16 (16V, 0,4W), стекло — 2 шт.,HL1, HL2 Светодиод LED FYL-3014HD красный d= 3 мм — 2 шт.,HL3, HL4 Светодиод LED BL-B2141Q G зел.d=3 — 2 шт.

,VT1 Транзистор КТ827А (20А; 100В), корпус TO-3 — 1 шт.,VT2 Транзистор КТ825А (20А; 100В), корпус TO-3 — 1 шт.,VT3 Транзистор BD140, корпус TO-126 — 1 шт.,VT4 Транзистор BD139, корпус TO-126 — 1 шт.,VT5 Транзистор 2SA1013, корпус TO-92mod — 1 шт.,VT6 Транзистор 2SC2383, корпус TO-92mod — 1 шт.

,R1, R3 Резистор -0,25-3,3 кОм — 2 шт.,R2 Резистор -2-470 Ом — 1 шт.,R4, R7 Резистор -0,25-130 Ом — 2 шт.,R5, R6 Резистор -0,25-220 Ом — 2 шт.,R8 Резистор -0,25-9,1 кОм — 1 шт.,R9, R10 ЧИП резистор F2512-1 Ом, 1Вт 1% — 2 шт.,R11, R12 Резистор -0,5-2,7 кОм — 2 шт.,С1…С8 Конденсатор 0,1/250V К73-17 — 8 шт.

,С9, С10, С23, С24 Конденсатор ЧИП 1812 0,1µF/100V X7R 10% — 4 шт.,С11…С14 Конденсатор 10000/50V 3035+85°С — 4 шт.,С15, С16 Конденсатор 47/63V 0611+105°C — 2 шт.,С17…С20 Конденсатор 0,1/63V К73-17 — 4 шт.,С21, С22 Конденсатор 47/16V 0511+105°C — 2 шт.,С25, С26 Конденсатор 470/35V 0820+105°C — 2 шт.

,С27, С28 Конденсатор 1/63V К73-17 — 2 шт.,Радиатор для VT1, VT2

Печатная плата 150×70×2 мм — 1 шт.

В блоке питания использованы выводные резисторы МЛТ или зарубежные MF мощностью, указанной на принципиальной схеме (рис. 1).Конденсаторы С1 — С8, С17 — С20, С27, С28 типа К73-17, оксидные конденсаторы импортные. Конденсаторы С17 — С20 могут быть с лучшим результатом заменены на CBB21/MPP из металлизированного полипропилена (например, 0,15 мкФ, 100 В с датагорской ярмарки).

В качестве С27, С28 подойдут 1 мкФ, 100 В (Suntan, полиэстер).Транзисторы КТ825А и КТ827А можно заменить составными (КТ819Г + КТ815Г и КТ818Г + КТ814Г), при этом эмиттерные переходы мощных транзисторов КТ819Г и КТ818Г необходимо зашунтировать резисторами сопротивлением 100 — 150 Ом. Возможна замена мощных составных транзисторов на MJ11032 и MJ11033.

При максимальном токе нагрузки 5 — 7 А подойдут транзисторы TIP142 и TIP147, а также BDW42G BDW47G.Транзисторы VT1, VT2 закреплены на теплоотводе с площадью охлаждающей поверхности 900 кв. см без теплоизолирующих прокладок с применением теплопроводной пасты АЛСИЛ-3.Вместо транзисторов BD139 и BD140 подойдут 2SC3502 и 2SA1380 или BF471 и BF472.

При замене обязательно уточняйте цоколевку транзисторов.Транзисторы VT5, VT6 типа 2SA1013, 2SC2383 могут быть заменены на отечественные КТ502Е, КТ503Е; КТ6116, КТ6117 или импортные 2N5401, 2N5551; 2SA1145, 2SC2705 и на другие.Диоды Шоттки в мостах VD1, VD2 заменимы на MBR20200CTG (200 В, 10 А) с общим катодом, либо на SR10100 (10 А, 100 В, ТО-220-2).

В последнем случае потребуется корректировка печатной платы.При токах потребления более 2 А необходимо снабдить диоды небольшими радиаторами и (или) обеспечить их охлаждение вентилятором.

При сравнительно небольших потребляемых токах (до 2 А) в диодных мостах можно применить высокопроизводительные диоды HER505 (5 А, 1000 В), сверхбыстрые диоды SF56 (5 А, 400 В) или ультрафасты STTH5R06FP (5 А, 600 В, ТО-220-2).Максимальный ток стабилизатора напряжения определяет трансформатор питания. Например, в приведенной на рис.

 1 схеме трансформатор Т1 типа ТПП321 обеспечивает максимальный ток не более 4 А.В таблице приведены параметры элементов стабилизатора напряжения при других выходных напряжениях.Детали устройства, кроме силового трансформатора Т1 и мощных транзисторов VT1, VT2, смонтированы на печатной плате размерами 150×70 мм (см. рис. 2), изготовленной из фольгированного стеклотекстолита.

Рис. 2. Размещение деталей на печатной плате. Дорожки показаны «на просвет», smd элементы C9, C10, C23, C24, R9, R10 установлены со стороны печатных дорожек

«Силовые» дорожки на печатной плате целесообразно дополнительно пропаять сверху луженым монтажным проводом диаметром 0,5 — 0,7 мм.Для равенства по модулю выходных напряжений стабилизатора необходимо перед монтажом отобрать стабилитроны VD3, VD4 по напряжению стабилизации при токе 10 мА.Налаживание устройства сводится к подбору сопротивления резистора R2, обеспечивающего надежный запуск источника питания.Применение двух отдельных выпрямительных мостов в устройстве, на мой взгляд, является недостатком, так как по сравнению с одним диодным мостом имеем в два раза выше падение напряжения на диодах выпрямителя, следовательно, меньшую максимальную мощность. Кроме того, конструкция с двумя диодными мостами имеет большие габариты.Наличие двух независимо работающих вторичных обмоток трансформатора выдвигает дополнительное требование равенства их выходных напряжений.Единственное преимущество схемы с двумя выпрямительными мостами — в два раза меньшее максимальное напряжение на диоде моста может сыграть свою положительную роль при выборе выпрямительных диодов Шоттки, имеющих невысокое обратное напряжение, не более 45 — 200 В.Описанное устройство можно использовать не только как источник питания УМЗЧ, но и как мощный источник питания устройств автоматики.

Можно скачать схему и печатную плату ▼ modified-voltage-regulator.7z
???? 06/09/19 ⚖️ 36,08 Kb ⇣ 47

1. Орешкин В. Стабилизатор питания УМЗЧ // Радио, 1987, № 8, с. 31.

2. Доработанный вариант малошумящего двухполярного источника питания (см. комментарии 32-36 к статье.)3. Рекомендации фирмы Texas Instruments по построению блоков питания для УМЗЧ.

Спасибо за внимание!

Открываю подписку на платы «3118» к статье «Стабилизатор напряжения питания УМЗЧ. Доработанная схема В. Орешкина». В лоте две заводских платы 150×70 мм.Платы отличного качества, с паяльной маской, с утолщённой медью, надписями и пр. приятностями.

Цена зависит от вашей активности. Чем больше соберём заказов, тем дешевле.

10 лотов » 950,00 ₽ за 1 лот (2 платы)25 лотов » 660,00 ₽ за 1 лот (2 платы)50 лотов » 530,00 ₽ за 1 лот (2 платы)100 лотов » 440,00 ₽ за 1 лот (2 платы)

Нам нужно собрать желающих на 100 лотов. Критический минимум — 25 лотов. Подтягивайте знакомых и друзей или заказывайте для них. Новички и кандидаты — участники подписок получают привилегированное членство (гражданство) на сайте.

Для подписки вносим 660 ₽ по ссылке с любой банковской карты или из Я.Кошелька. В примечании к платежу укажите ваш логин на Датагоре и название подписки. НЕ ПИШИТЕ слов типа «взнос», «заказ», «оплата» и т.п. Обязательно залогиньтесь и отметьтесь в х.

 Варианты взносов Или пополняем мой счёт Яндекс.Денег № 41001559754671 удобным вам способом. Или пополняем мою карту СБ № 4276826012198773 из Онлайн-банка или терминала. Или отправляем почтовый экспресс-перевод «Форсаж». Доступно не во всех почтовых отделениях. Захватите паспорт.

НЕ ПИШИТЕ слов типа «взнос», «заказ», «оплата» и т.п. Укажите ваш датагорский логин.

Цена действительна только на время подписки. Доставка не включена.Наберём желающих, закажем платы, тогда и по комплектухе порешаем.

Я планирую делать платы или киты для всех статей на Датагоре, так что поддержите начинание!

Владимир Мосягин (MVV)

Россия, Великий Новгород

Радиолюбительством увлекся с пятого класса средней школы.Специальность по диплому — радиоинженер, к.т.н.

Автор книг «Юному радиолюбителю для прочтения с паяльником», «Секреты радиолюбительского мастерства», соавтор серии книг «Для прочтения с паяльником» в издательстве «СОЛОН-Пресс», имею публикации в журналах «Радио», «Приборы и техника эксперимента» и др.

Источник: https://datagor.ru/practice/power/3118-stabilizator-pitaniya-umzch-rem-voreshkin.html

Параметрический стабилизатор напряжения на транзисторе — radiohlam.ru

Итак, справа изображена схема простейшего транзисторного стабилизатора напряжения.

Обозначения:

  1. Iк — коллекторный ток транзистора
  2. Iн — ток нагрузки
  3. Iб — ток базы транзистора
  4. IR — ток через балластный резистор
  5. Uвх — входное напряжение
  6. Uвых — выходное напряжение (падение напряжения на нагрузке)
  7. Uст — падение напряжения на стабилитроне
  8. Uбэ — падение напряжения на p-n переходе база-эмиттер транзистора

Как такой стабилизатор работает и чем его работа отличается от работы параметрического стабилизатора на стабилитроне? Да почти ничем их работа не отличается, — напряжение на выходе схемы остаётся стабильным в результате наличия на вольт-амперных характеристиках (стабилитрона и p-n перехода база-эмиттер транзистора) участков, на которых падение напряжения слабо зависит от тока. То есть как и у всех параметрических стабилизаторов стабильность достигается внутренними свойствами компонентов.

Действительно, как видно из рисунка, падение напряжения на нагрузке равно разности падений напряжений на стабилитроне и на p-n переходе БЭ транзистора. Поскольку падение напряжения на стабилитроне слабо зависит от тока (на рабочем участке оно равно напряжению стабилизации), падение напряжения на прямосмещённом p-n переходе тоже слабо зависит от тока (для кремниевого транзистора его можно взять примерно таким же, как для обычного кремниевого диода — примерно 0,6 Вольт), то получается, что и выходное напряжение тоже постоянно.

Теперь добавим немного математики.

С напряжением на нагрузке (выходным напряжением) уже всё понятно: Uвых=Uст-Uбэ, давайте рассчитаем R0 и область нормальной работы стабилизатора. Но прежде нарисуем рядом два рисуночка — кусок схемы нашего стабилизатора и кусок простейшего параметрического стабилизатора на стабилитроне:

Похоже, не правда ли? Более того, рассуждения и выводимые из них соотношения для расчёта R0 и области нормальной работы тоже очень похожи.

Уравнение, описывающее токи и напряжения для выдранного выше куска схемы нашего стабилизатора:

Uвх=Uст+IRR0, учитывая что IR=Iст+Iб, получим

Uвх=Uст+(Iст+Iб)R0   (1)

Для нормальной работы стабилизатора (чтобы напряжение на стабилитроне всегда было в пределах от Uст min до Uст max) необходимо, чтобы ток через стабилитрон всегда был в пределах от Iст min до Iст max. Минимальный ток через стабилитрон будет течь при минимальном входном напряжении и максимальном токе базы транзистора. Зная это, найдём сопротивление балластного резистора:

R0=(Uвх min-Uст min)/(Iб max+Iст min)   (2)

Если учесть, что в нашем случае, когда транзистор включен по схеме с общим коллектором, ток базы связан с током эмиттера соотношением Iэ=Iб(h21Э+1), ток эмиттера равен току нагрузки (потому что в цепь эмиттера же у нас нагрузка включена), а напряжение на стабилитроне в рабочем режиме меняется незначительно (вместо Uст min возьмём просто Uст), то получим, что

R0=(Uвх min-Uст)/(Iн max/(h21Э+1)+Iст min)   (3)

h21Э+1 — это коэффициент усиления по току для схемы с общим коллектором (h21K), но поскольку h21Э обычно достаточно большой, то нередко слагаемое «+1» выкидывают и считают, что h21К=h21Э, тогда формула (3) становится чуть проще:

R0=(Uвх min-Uст)/(Iн max/h21Э+Iст min)

Максимальный ток через стабилитрон будет течь при минимальном токе базы транзистора и максимальном входном напряжении. Учитывая это и сказанное выше относительно минимального тока через стабилитрон, с помощью уравнения (1) можно найти область нормальной работы стабилизатора:

Перегруппировав это выражение, получим:

Или, по другому:

Если считать, что минимальное и максимальное напряжение стабилизации (Uст min и Uст max) отличаются незначительно (первое слагаемое в правой части можно считать равным нулю), а также то, что Iн=Iэ=Iбh21Э («+1» — выкинем), тогда уравнение, описывающее область нормальной работы стабилизатора, примет следующий вид:

(4)

Из этой формулы хорошо видно преимущество такого транзисторного стабилизатора над параметрическим стабилизатором на стабилитроне — при прочих равных параметрах у транзисторного стабилизатора выходной ток может меняться в более широких пределах.

Для примера опять возьмём стабилитрон КС147А (Iст=3..53мА), и прикинем на какой максимальный ток мы сможем рассчитывать при понижении напряжения с 6..10В до 5В при условии, что выходной ток может меняться от нуля до Imax. Транзистор возьмём КТ815А (h21Э=40). Решив совместно систему уравнений (3), (4), получим R0 около 110 Ом и максимальный ток порядка 550 мА.

Однако стоит заметить, что нестабильность выходного напряжения в данном случае будет ещё хуже, поскольку теперь к нестабильности напряжения на стабилитроне добавится ещё нестабильность падения напряжения на p-n переходе транзистора. Плюс мы ещё не учли, что выходное напряжение будет меньше, чем на стабилитроне на величину падения напряжения на p-n переходе, так что по хорошему нам бы надо было взять стабилитрон не на 4,7В, а на 5,1 или даже на 5,6 Вольт (я специально взял для примера такой же стабилитрон, как и в статье про параметрический стабилизатор на стабилитроне, чтобы нагляднее было видно насколько при одном и том же стабилитроне будет отличаться ток нагрузки).

Собственно, методы борьбы с нестабильностью здесь совершенно аналогичные — нужно как-то уменьшить нестабильность напряжения на стабилитроне. Для этого можно, как и в прошлый раз, взять более узкий рабочий участок ВАХ стабилитрона. Это естественно, также приведёт к сужению области нормальной работы (потому что диапазон изменения рабочего тока стабилитрона уменьшится), но в данном случае, когда область нормальной работы и так шире, чем у параметрического стабилизатора на стабилитроне (примерно в h21Э раз), мы вполне можем себе позволить отказаться от части диапазона выходного тока и/или части диапазона входного напряжения ради увеличения стабильности выходного напряжения.

Ещё больше увеличить область нормальной работы можно, если использовать два транзистора, включенные по схеме Дарлингтона или Шиклаи (рисунок слева). В этом случае h21Э будет гораздо больше.

Ну и самый писк — сделать компенсационный стабилизатор напряжения на операционном усилителе, поскольку коэффициент усиления ОУ не просто больше, а значительно, гораздо, во много — много раз больше, чем у любого транзистора (соответственно, мы сможем в ещё более узком диапазоне менять ток через стабилитрон, получим ещё меньшее изменение напряжения на нём и, как следствие, — ещё более стабильное выходное напряжение).

Есть другой вариант — можно вместо обычного стабилитрона взять интегральный стабилитрон, например, TL431. В этом случае, кроме значительно меньшей нестабильности, получим ещё и возможность регулирования выходного напряжения.

На закуску скажу, что лёгким движением руки такой стабилизатор напряжения можно превратить в стабилизатор тока (нужно просто стабилизировать напряжение не на нагрузке, а на специальном токоизмерительном резисторе).

Параметрический стабилизатор на транзисторе и стабилитроне своими руками

Как известно, ни одно электронное устройство не работает без подходящего источника питания. В самом простейшем случае, в качестве источника питания может выступать обычный трансформатор и диодный мост (выпрямитель) со сглаживающим конденсатором. Однако, не всегда под рукой есть трансформатор на нужное напряжение. Да и тем более, такой источник питания нельзя назвать стабилизированным, ведь напряжение на его выходе будет зависеть от напряжения в сети.
Вариант решения этих двух проблем – использовать готовые стабилизаторы, например, 78L05, 78L12. Они удобны в использовании, но опять-таки не всегда есть под рукой. Ещё один вариант – использовать параметрический стабилизатор на стабилитроне и транзисторе. Его схема показана ниже.

Схема стабилизатора



VD1-VD4 на этой схеме – обычный диодный мост, преобразующий переменное напряжение с трансформатора в постоянное. Конденсатор С1 сглаживает пульсации напряжения, превращая напряжение из пульсирующего в постоянное. Параллельно этому конденсатору стоит поставить плёночный или керамический конденсатор небольшой ёмкости для фильтрации высокочастотных пульсаций, т.к. при большой частоте электролитический конденсатор плохо справляется со своей задачей. Электролитические конденсаторы С2 и С3 в этой схеме стоят с этой же целью – сглаживание любых пульсаций. Цепочка R1 – VD5 служит для формирования стабилизированного напряжения, резистор R1 в ней задаёт ток стабилизации стабилитрона. Резистор R2 нагрузочный. Транзистор в этой схеме гасит на себе всю разницу входного и выходного напряжения, поэтому на нём рассеивается приличное количество тепла. Данная схема не предназначена для подключения мощной нагрузки, но, тем не менее, транзистор стоит прикрутить к радиатору с использованием теплопроводящей пасты.
Напряжение на выходе схемы зависит от выбора стабилитрона и значения резисторов. Ниже показана таблица, в которой указаны номиналы элементов для получения на выходе 5, 6, 9, 12, 15 вольт.

Вместо транзистора КТ829А можно использовать импортные аналоги, например, TIP41 или BDX53. Диодный мост допустимо ставить любой, подходящий по току и напряжению. Кроме того, можно собрать его из отдельных диодов. Таким образом, при использовании минимума деталей получается работоспособный стабилизатор напряжения, от которого можно питать другие электронные устройства, потребляющие небольшой ток.

Фото собранного мной стабилизатора:







Плата устройства



Автор – Дмитрий С.

Линейные стабилизаторы напряжения на транзисторах и ОУ

Основным недостатком линейных стабилизаторов средней и большой мощности является их низкий КПД. Причем, чем меньше выходное напряжение источника питания, тем меньше становится его КПД. Это объясняется тем, что в режиме стабилизации силовой транзистор источника питания обычно включен последовательно с нагрузкой, а для нормальной работы такого стабилизатора на регулирующем транзисторе должно действовать напряжение коллектор-эмиттер (11кэ) не менее 3…5 В. При токах более 1 А это дает значительные потери мощности за счет выделения тепловой энергии, рассеиваемой на силовом транзисторе. Что приводит к необходимости увеличивать площадь теплоотводящего радиатора или применять вентилятор для принудительного охлаждения.

Широко распространенные благодаря низкой стоимости интегральные линейные стабилизаторы напряжения на микросхемах из серии 142ЕН(5…14) обладают таким же недостатком. В последнее время в продаже появились импортные микросхемы из серии «LOW DROP» (SD, DV, LT1083/1084/1085). Эти микросхемы могут работать при пониженном напряжении между входом и выходом (до 1…1.3 В) и обеспечивают на выходе стабилизированное напряжение в диапазоне 1,25…30 В при токе в нагрузке 7,5/5/3 А соответственно. Ближайший по параметрам отечественный аналог типа КР142ЕН22 имеет максимальный ток стабилизации 5 А.

При максимальном выходном токе режим стабилизации гарантируется производителем при напряжении вход-выход не менее 1,5 В. Микросхемы также имеют встроенную защиту от превышения тока в нагрузке допустимой величины и тепловую защиту от перегрева корпуса.

Данные стабилизаторы обеспечивают нестабильность выходного напряжения «0,05%/В, нестабильность выходного напряжения при изменении выходного тока от 10 мА до максимального значения не хуже 0,1 %/В. Типовая схема включения таких стабилизаторов напряжения приведена на рис. 4.1.

Конденсаторы С2…С4 должны располагаться вблизи от микросхемы и лучше, если они будут танталовые. Емкость конденсатора С1 выбирается из условия 2000 мкФ на 1 А тока. Микросхемы выпускаются в трех видах конструктивного исполнения корпуса, показанных на рис. 4.2. Вид корпуса задается последними буквами в обозначении. Более подробная информация по данным микросхемам имеется в справочной литературе, например J119.

Такие стабилизаторы напряжения экономически целесообразно применять при токе в нагрузке более 1 А, а также в случае недостатка места в конструкции. На дискретных элементах также можно выполнить экономичный источник питания. Приведенная на рис. 4.3 схема рассчитана для выходного напряжения 5 В и тока нагрузки до 1 А. Она обеспечивает нормальную работу при минимальном напряжении на силовом транзисторе (0,7… 1,3 В). Это достигается за счет использования в качестве силового регулятора транзистора (VT2) с малым напряжением икэ в открытом состоянии. Что позволяет обеспечить работу схемы стабилизатора при меньших напряжениях вход-выход.

Схема имеет защиту (триггерного типа) в случае превышения тока в нагрузке допустимой величины, а также превышения напряжения на входе стабилизатора величины 10,8 В.

Узел защиты выполнен на транзисторе VT1 и тиристоре VS1. При срабатывании тиристора он отключает питание микросхемы DA1 (вывод 7 закорачивается на общий провод). В этом случае транзистор VT3, а значит и VT2 закроются и на выходе будет нулевое напряжение. Вернуть схему в исходное состояние после устранения причины, вызвавшей перегрузку, можно только выключением и повторным включением блока питания.

Конденсатор СЗ обычно не требуется — его задача облегчить запуск схемы в момент включения.

Вернуть схему в исходное состояние после устранения причины, вызвавшей перегрузку, можно только выключением и повторным включением блока питания. Конденсатор СЗ обычно не требуется — его задача облегчить запуск схемы в момент включения. Топология печатной платы для монтажа элементов показана на рис. 4.4 (она содержит одну объемную перемычку). Транзистор VT2 устанавливается на радиатор.

При изготовлении использованы детали: подстроенный резистор R8 типа СПЗ-19а, остальные резисторы любого типа; конденсаторы С1 — К50-29В на 16 В, С2…С5 — К10-17, С5 — К52-1 на 6,3 В. Схему можно дополнить светодиодным индикатором срабатывания защиты (HL1). Для этого потребуется установить дополнительные элементы: диод VD3 и резистор R10, как это показано на рис. 4.5.

Литература:  И.П. Шелестов — Радиолюбителям полезные схемы, книга 3.

Стабилизатор напряжения | ООО «ЛАНИТ-Норд»


Материал из Википедии — свободной энциклопедии
У этого термина существуют и другие значения, см. Стабилизатор.

Стабилизатор напряжения — преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящееся в заданных пределах при значительно больших колебаниях входного напряжения и сопротивления нагрузки.

По типу выходного напряжения стабилизаторы делятся на стабилизаторы постоянного тока и переменного тока. Как правило тип питания (постоянный либо переменный ток) такой же, как и выходное напряжение, хотя возможны исключения.

Содержание

    1 Стабилизаторы постоянного тока
        1.1 Линейный стабилизатор
            1.1.1 Параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне
            1.1.2 Последовательный стабилизатор на биполярном транзисторе
            1.1.3 Последовательный компенсационный стабилизатор с применением операционного усилителя
        1.2 Импульсный стабилизатор
    2 Стабилизаторы переменного напряжения
        2.1 Феррорезонансные стабилизаторы
        2.2 Современные стабилизаторы
    3 См. также
    4 Литература
    5 Ссылки
    6 Примечания

Стабилизаторы постоянного тока


Линейный стабилизатор

Линейный стабилизатор представляет собой делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах. При большом отношении величин входного/выходного напряжений линейный стабилизатор имеет низкий КПД, так как большая часть мощности Pрасс = (Uin — Uout) * It рассеивается в виде тепла на регулирующем элементе. Поэтому регулирующий элемент должен иметь возможность рассеивать достаточную мощность, то есть должен быть установлен на радиатор нужной площади. Преимущество линейного стабилизатора — простота, отсутствие помех и небольшое количество используемых деталей.
В зависимости от расположения элемента с изменяемым сопротивлением линейные стабилизаторы делятся на два типа:

    Последовательный: регулирующий элемент включен последовательно с нагрузкой.
    Параллельный: регулирующий элемент включен параллельно нагрузке.
 
В зависимости от способа стабилизации:

    Параметрический: в таком стабилизаторе используется участок ВАХ прибора, имеющий большую крутизну.
    Компенсационный: имеет обратную связь. В нём напряжение на выходе стабилизатора сравнивается с эталонным, из разницы между ними формируется управляющий сигнал для регулирующего элемента.

Параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне

Применяется для стабилизации напряжения в слаботочных схемах, так как для нормальной работы схемы ток через стабилитрон D1 должен в несколько раз (3-10) превышать ток в стабилизируемой нагрузке RL. Часто такая схема линейного стабилизатора применяется как источник опорного напряжения в более сложных схемах стабилизаторов. Для снижения нестабильности выходного напряжения, вызванной изменениями входного напряжения, вместо резистора RV применяется источник тока. Однако эта мера не уменьшает нестабильность выходного напряжения, вызванную изменением сопротивления нагрузки.


Последовательный стабилизатор на биполярном транзисторе


Uout = Uz — Ube.

По сути, это рассмотренный выше параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне, подключённый ко входу эмиттерного повторителя. В нём нет цепей обратной связи, обеспечивающих компенсацию изменений выходного напряжения.

Его выходное напряжение меньше напряжения стабилизации стабилитрона на величину Ube, которая практически не зависит от величины тока, протекающего через p-n переход, и для приборов на основе кремния приблизительно составляет 0,6В. Зависимость Ube от величины тока и температуры ухудшает стабильность выходного напряжения, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне.

Эмиттерный повторитель (усилитель тока) позволяет увеличить максимальный выходной ток стабилизатора, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне, в β раз (где β — коэффициент усиления по току данного экземпляра транзистора). Если этого недостаточно, применяется составной транзистор.

При отсутствии сопротивления нагрузки (или при токах нагрузки микроамперного диапазона), выходное напряжение такого стабилизатора (напряжение холостого хода) возрастает на 0,6В за счёт того, что Ube в области микротоков становится близким к нулю. Для преодоления этой особенности, к выходу стабилизатора подключают балластный нагрузочный резистор, обеспечивающий ток нагрузки в несколько мА.


Последовательный компенсационный стабилизатор с применением операционного усилителя

Часть выходного напряжения Uout, снимаемая с потенциометра R2, сравнивается с опорным напряжением Uz на стабилитроне D1. Разность напряжений усиливается операционным усилителем U1 и подаётся на базу регулирующего транзистора, включенного по схеме эмиттерного повторителя[1]. Для устойчивой работы схемы петлевой сдвиг фазы должен быть близок к 180°+n*360°. Так как часть выходного напряжения Uout подаётся на инвертирующий вход операционного усилителя U1, то операционный усилитель U1 сдвигает фазу на 180°, регулирующий транзистор включен по схеме эмиттерного повторителя, который фазу не сдвигает. Петлевой сдвиг фазы равен 180°, условие устойчивости по фазе соблюдается.

Опорное напряжение Uz практически не зависит от величины тока, протекающего через стабилитрон, и равно напряжению стабилизации стабилитрона. Для повышения его стабильности при изменениях Uin, вместо резистора RV применяется источник тока.

В данном стабилизаторе, операционный усилитель фактически включён по схеме неинвертирующего усилителя (с эмиттерным повторителем, для увеличения выходного тока). Соотношение резисторов в цепи обратной связи задают его коэффициент усиления, который определяет, во сколько раз выходное напряжение будет выше входного (то есть опорного, поданного на неинвертирующий вход ОУ). Поскольку коэффициент усиления неинвертирующего усилителя всегда больше единицы, величина опорного напряжения (напряжение стабилизации стабилитрона) должна быть выбрана меньше требуемого минимального выходного напряжения.

Нестабильность выходного напряжения такого стабилизатора практически полностью определяется нестабильностью опорного напряжения, за счёт большого коэффициента петлевого усиления современных ОУ (Gopenloop = 105 ÷ 106).

Для исключения влияния нестабильности входного напряжения на режим работы самого ОУ, он может запитываться стабилизированным напряжением (от дополнительных параметрических стабилизаторов на стабилитроне).


Импульсный стабилизатор


Основная статья: Импульсный стабилизатор напряжения

В импульсном стабилизаторе ток от нестабилизированного внешнего источника подаётся на накопитель (обычно конденсатор или дроссель) короткими импульсами; при этом запасается энергия, которая затем высвобождается в нагрузку в виде электрической энергии, но, в случае дросселя, уже с другим напряжением. Стабилизация осуществляется за счёт управления длительностью импульсов и пауз между ними — широтно-импульсной модуляции. Импульсный стабилизатор, по сравнению с линейным, обладает значительно более высоким КПД. Недостатком импульсного стабилизатора является наличие импульсных помех в выходном напряжении.

В отличие от линейного стабилизатора, импульсный стабилизатор может преобразовывать входное напряжение произвольным образом (зависит от схемы стабилизатора):

    Понижающий стабилизатор: выходное стабилизированное напряжение всегда ниже входного и имеет ту же полярность.
    Повышающий стабилизатор: выходное стабилизированное напряжение всегда выше входного и имеет ту же полярность.
    Повышающе-понижающий стабилизатор: выходное напряжение стабилизировано, может быть как выше, так и ниже входного и имеет ту же полярность. Такой стабилизатор применяется в случаях, когда входное напряжение незначительно отличается от требуемого и может изменяться, принимая значение как выше, так и ниже необходимого.
    Инвертирующий стабилизатор: выходное стабилизированное напряжение имеет обратную полярность относительно входного, абсолютное значение выходного напряжения может быть любым.

Стабилизаторы переменного напряжения

Основная статья: Стабилизаторы переменного напряжения

Феррорезонансные стабилизаторы

Во времена СССР получили широкое распространение бытовые феррорезонансные стабилизаторы напряжения. Обычно через них подключали телевизоры. В телевизорах первых поколений применялись сетевые блоки питания с линейными стабилизаторами напряжения (а некоторые цепи и вовсе питались нестабилизированным напряжением), которые не всегда справлялись с колебаниями напряжения сети, особенно в сельской местности, что требовало предварительной стабилизации напряжения. С появлением телевизоров 4УПИЦТ и УСЦТ, имевших импульсные блоки питания, необходимость в дополнительной стабилизации напряжения сети отпала.

Феррорезонансный стабилизатор состоит из двух дросселей: с ненасыщаемым сердечником (имеющим магнитный зазор) и насыщенным, а также конденсатора. Особенность ВАХ насыщенного дросселя в том, что напряжение на нём мало изменяется при изменении тока через него. Подбором параметров дросселей и конденсаторов можно обеспечить стабилизацию напряжения при изменении входного напряжения в достаточно широких пределах, но незначительное отклонение частоты питающей сети очень сильно влияло на характеристики стабилизатора.


Современные стабилизаторы

В настоящее время основными типами стабилизаторов являются:

    электродинамические
    сервоприводные (механические)
    электронные (ступенчатого типа)
    статические (электронные переключаемые)
    релейные
    компенсационные (электронные плавные)
    комбинированные (гибридные)

Модели производятся как в однофазном (220/230 В), так и трёхфазном (380/400 В) исполнении, мощность их от нескольких сотен ватт до нескольких мегаватт. Трёхфазные модели выпускаются двух модификаций: с независимой регулировкой по каждой фазе или с регулировкой по среднефазному напряжению на входе стабилизатора.

Выпускаемые модели также различаются по допустимому диапазону изменения входного напряжения, который может быть, например, таким: ±15 %, ±20 %, ±25 %, ±30 %, −25 %/+15 %, −35 %/+15 % или −45 %/+15 %. Чем шире диапазон (особенно в отрицательную сторону), тем больше габариты стабилизатора и выше его стоимость при той же выходной мощности.

Важной характеристикой стабилизатора напряжения является его быстродействие, то есть чем выше быстродействие, тем быстрее стабилизатор отреагирует на изменения входного напряжения. Быстродействие это промежуток времени (миллисекунды) за которое стабилизатор способен изменить напряжение на один вольт. У разного типа стабилизаторов разная скорость быстродействия, например у электродинамических быстродействие 8…10 мс/В, статические стабилизаторы обеспечат 2 мс/В, а вот у электронных, компенсационного типа этот параметр 0,75 мс/В.[источник не указан 1624 дня]

Ещё одним важным параметром является точность стабилизации выходного напряжения. Согласно ГОСТ 13109-97 предельно допустимое отклонение напряжения питания ±10 % от номинального. Точность современных стабилизаторов напряжения колеблется в диапазоне от 0,5 % до 8 %. Точности в 8 % вполне хватает для обеспечения исправной работы подавляющего большинства современной бытовой и промышленной электротехники оборудованных инверторными и импульсными блоками питания. Так как мощность оборудования напрямую зависит от напряжения, то для обеспечения корректной (заявленной производителем) работы с прогнозируемым результатом и расходом электроэнергии необходимо точное напряжения (0,5-1 %). Так же более жесткие требования (1 %) предъявляются для питания сложного оборудования (медицинское, высокотехнологичное и подобное). Важным потребительским параметром является способность стабилизатора работать на заявленной мощности во всем диапазоне входного напряжения, но далеко не все стабилизаторы соответствуют этому параметру. КПД электродинамических и сервоприводных стабилизаторов более 98 %, а электронных (ступенчатых) 96 %. Электродинамические стабилизаторы выдерживают десятикратные перегрузки, при покупке такого стабилизатора запас по мощности не требуется.
См. также

    Микросхемы серии 78xx — серия распространённых линейных стабилизаторов
    Регулятор мощности
    Инверторы напряжения

Литература

    Вересов Г.П. Электропитание бытовой радиоэлектронной аппаратуры. — М.: Радио и связь, 1983. — 128 с.
    В.В. Китаев и др Электропитание устройств связи. — М.: Связь, 1975. — 328 с. — 24 000 экз.
    Костиков В.Г. Парфенов Е.М. Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для ВУЗов. — 2. — М.: Горячая линия — Телеком, 2001. — 344 с. — 3000 экз. — ISBN 5-93517-052-3.
    Штильман В. И. Микроэлектронные стабилизаторы напряжения. — Киев: Технiка, 1976.

Ссылки

    Стабилизатор электрический — статья из Большой советской энциклопедии
    ГОСТ Р 52907-2008 «Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Термины и определения»


Глава 21. Стабилизатор напряжения — тонкости и нюансы

«Аматор»: Ну тогда вам, Спец, и карты в руки!

«Спец»: Вот какую принципиальную электрическую схему электронного стабилизатора напряжения я предлагаю сперва для обсуждения, а затем для реализации (рис. 21.1).

«Незнайкин»: Есть моменты в этой схеме, которых я не понимаю совершенно! Например, какую функцию выполняет транзистор КП103К?

«С»: Очень важную, дорогой Незнайкин! Этот типичный jFET, имеющий канал p-типа, включен в качестве СТАБИЛИЗАТОРА ТОКА. Этот стабилизатор тока удобен именно тем, что выполняется по схеме БЕЗ использования вспомогательного напряжения, благодаря чему это дает возможность включить его как ДВУХПОЛЮСНИК.

Его внутреннее сопротивление (как источника тока) несколько превышает 500 кОм! Второе преимущество этой «простой» схемки — работа в области «термостабильной» точки, что делает величину Iс. ст (тока стока) независимой от температуры окружающей среды…

«А»: Если я верно понял, ток стока полевого транзистора затем разделяется и одна часть его является базовым током транзистора КТ312, а другая — является коллекторным током транзистора VT6. Интересно вот только, как соотносятся между собой эти части. А также — зачем потребовалось такое странное включение транзисторов VT2, VT3 и VT4?

«С»: Это «странное» включение называется СХЕМА ДАРЛИНГТОНА или иначе — СОСТАВНОЙ ТРАНЗИСТОР.

Служит она только для получения на основе «обычных» транзисторов «прибора» со сверхвысоким значением В. Обычной величиной является 20000 — 50000! Следовательно, без учета воздействия суммарного Iко (обратного коллекторного тока), для нормальной работы VT4, при среднем токе нагрузки стабилизатора 300 мА, необходим базовый ток около 6 мА. Для VT3 базовый ток равен приблизительно 300 микроампер. Откуда базовый ток VT2 — 5 микроампер!

«Н»: Значит при этом из 200 микроампер, которые обеспечиваются источником тока на jFET VT1, собственно в базу VT2 идет 5 микроампер, а на долю коллекторного тока VT6 остается 195 мкА? А этого хватит для нормальной работы КТ315?

«С»: Вполне! Вообще запомни, что планарно-эпитаксиальные транзисторы типа КТ315; КТ312; КТ342 и подобные им, уже при коллекторных токах от 100 микроампер и выше имеют высокие значения В!

«А»: А какую задачу выполняет VT5?

«С»: Представь себе, что жизнь сложилась так, что напряжение Uвых по каким-то причинам уменьшилось. Тогда его значение понизилось и на базе VT6. Следовательно, уменьшится и ток коллектора Iк транзистора VT6. И, естественно, эмиттерный ток тоже.

Так вот, не будь транзистора VT5, потенциал эмиттера VT6 уменьшился бы тоже. Но VT5 реагирует на это увеличением своего коллекторного тока, компенсируя тем самым начавшееся было уменьшение потенциала на эмиттерном резисторе R3.

«А»: Иными словами, «свято место пусто не бывает»! Но ведь ток коллектора VT6 все равно уменьшился?

«С»: Без вариантов! Теперь он равен уже не 195 мкА, а, например, 185 мкА или даже меньше! Что же произойдет дальше?

«А»: Я полагаю, что поскольку стабилизатор тока на jFET стойко держит свои 200 мкА. (и никаких гвоздей), a VT6 свои прежние 195 мкА коллекторного тока брать на себя не желает, а «согласен» только на 185 мкА, то эти самые 10 мкА пойдут в базу VT2, увеличивая, тем самым проводимость составного транзистора.

«С»: Все так! Это приводит к тому, что проводимость VT4 — увеличивается, а его напряжение коллектор-эмиттер УМЕНЬШАЕТСЯ. Следовательно, это приводит к возрастанию Uвых!

«Н»: Ну, а если Uвыx почему-то увеличилось?

«А»: В этом случае VT6 начинает увеличивать свой эмиттерный ток. Потенциал его эмиттера при этом ВСЕ РАВНО НЕ ИЗМЕНИТСЯ, поскольку VT5 соответственно, уменьшит значение коллекторного (а значит и эмиттерного) тока. Но базовый ток составного транзистора — уменьшится. Следовательно, уменьшится проводимость VT4. Таким образом, система автоматического регулирования «отрабатывает» все изменения выходного напряжения, немедленно компенсируя их!

«С»: Вот и разобрались! Какие еще неясности?

«Н»: Зачем в схеме конденсатор С4?

«С»: Для предотвращения возможного самовозбуждения схемы.

«Н»: А почему применено такое странное параллельное включение конденсаторов С1 и С2?

«А»: Этого момента спервоначала не понимают многие… Дело в том, что любой конденсатор С можно рассматривать, как последовательный колебательный контур, образуемый не только емкостью С, но и собственной паразитной индуктивностью Lc! А электролитические конденсаторы характеризуются вполне ощутимой собственной индуктивностью. Чтобы «закоротить» эту индуктивность, практикуют параллельное с электролитом подключение КЕРАМИЧЕСКОГО конденсатора.

«Н»: Мы рассмотрели работу стабилизатора напряжения (СН) на +12 вольт.

А как устроена схема СН на-12 вольт? В ней есть какие-либо принципиальные отличия?

«С»: Все транзисторы заменяются своими комплементарными аналогами. Изменяются полярности подключения стабилитронов и электролитов. Единственный транзистор, который остается тем же — это jFET типа КП103!

«А»: Именно из-за того, что наш стабилизатор тока — ДВУХПОЛЮСНИК, достаточно просто поменять местами его выводы «а» и «б»!

«С»: Большего и не требуется!

«А»: Но все же мне непонятно одно! Ведь есть же неплохие интегральные стабилизаторы напряжения серии К142ЕН… Почему бы не применить их?

«С»: Если ты внимательно ознакомишься с их параметрами, то заметишь, что их коэффициент стабилизации как по напряжению, так и по току оставляет желать много лучшего.

«Н»: А что это такое — КОЭФФИЦИЕНТ СТАБИЛИЗАЦИИ?

«С»: КОЭФФИЦИЕНТ СТАБИЛИЗАЦИИ ПО НАПРЯЖЕНИЮ равен отношению изменения напряжения на входе схемы СН к вызванному им изменению напряжения на выходе схемы СН при некотором токе нагрузки.

Обычно ток нагрузки приравнивается к номинальному.

Kст = ΔUвхUвых.

Величина, обратная Кст называется КОЭФФИЦИЕНТОМ НЕСТАБИЛЬНОСТИ.

«Н»: Тогда коэффициент стабилизации по току, означает, как изменяется выходное напряжение при изменении выходного тока в некотором промежутке значений?

«С»: Да, при изменении тока нагрузки от минимального до максимального при условии, что входное напряжение не меняется!

«А»: Но ведь в реальных схемах меняются в некоторых пределах, случайным образом, и входное напряжение, и ток нагрузки?

«С»: Несомненно! Поэтому и говорят о некотором суммарном коэффициенте стабилизации. Так вот, на микросхемах 142 серии этот показатель получается в 3–5 раз хуже, чем в предложенной нами схеме.

«Н»: То есть имеет смысл немедленно взяться за ее изготовление?

«С»: Не раньше, чем мы выясним еще один важный вопрос. Самым мощным, естественно, является транзистор VT4, который называется ПРОХОДНЫМ. Но как вы считаете, что произойдет, если закоротить клемму Uвых на землю?

«А»: Ток проходного транзистора резко возрастает, поскольку ничем не ограничен. А всё напряжение, которое в состоянии обеспечить выпрямитель приходится на переход коллектор — эмиттер VT4. Мощность значительно превышает максимально допустимую и транзистор, естественно, полностью выходит из строя. Пробой транзистора означает, что на выходе будет повышенное нестабилизированное напряжение, которое станет представлять опасность уже для основных электронных радиотехнических узлов.

«Н»: Но предложенный вами стабилизатор, дорогой Спец, не защищен ведь от короткого замыкания на выходе?

«С»: Вот именно для того, чтобы избежать последствий, в случае короткого замыкания выхода, я предлагаю следующее дополнение к ранее приведенной схеме (рис. 21.2).

«А»: Я так понимаю, что пока ток нагрузки (рис. 21.2, а) не превышает некоторый максимально допустимый, например 500 мА, падение напряжения на резисторе R13 недостаточно для отпирания VT1. Следовательно, его коллекторный ток можно считать равным нулю. Но в этом случае заперт и VT2. Следовательно, коллекторный ток VT2 так же равен нулю!

«С»: Верно! Ну, а в случае короткого замыкания на выходе?

«А»: В этом случае падение напряжения на Rдат превышает 0,6 В. VT1 переходит в состояние насыщения и его коллекторный ток «отопрет» транзистор VT2. В свою очередь, его коллекторный ток создаст на истоковом резисторе падение напряжения такой полярности, что это вызовет запирание полевого транзистора.

«С»: Процесс этот, прошу заметить, носит динамический характер. То есть максимальный ток, проходящий через проходной транзистор, очень просто подсчитывается по формуле:

Imах к.з. = 0.6∙B/Rдат.

Таким образом при Rдат = 1 Ом, максимальный ток короткого замыкания буде равен 600 мА.

«А»: Действительно, VT4 будет работать в допустимом режиме по току.

«Н»: А если снять закоротку?

«С»: Стабилизатор немедленно восстановит нормальный режим работы. Предлагаемая схема в этом отношении является совершенно некапризной.

Кстати, есть прямой смысл заменить в приведенной схеме транзисторы VT3 и VT4 на один составной транзистор Дарлингтона (речь идет о рис. 21.1).

«А»: Я полагаю, это будет составной n-р-n-транзистор типа КТ825?

«С»: Совершенно верно! Помимо того, что у КТ825 сравнительно мало напряжение насыщения составной структуры (около 2 В), его максимальный ток составляет несколько ампер. Поэтому, уменьшив величину Rдат, не прибегая более ни к каким схемным изменениям, можно увеличить допустимый уровень тока нагрузки.

«Н»: А не будете ли вы столь добры представить схему стабилизатора на отрицательное напряжение?

«А»: Если никто не возражает, я сделаю это прямо сейчас (рис. 21.3).

«Н»: В этом стабилизаторе в качестве VT3 и VT4 тоже применяется составной транзистор?

«А»: Да, но типа КТ827. Он комплементарен Дарлингтоновскому транзистору КТ825.

«Н»: А сложно построить подобный стабилизатор?

«С»: Если строго соблюсти условия, которое я вам сейчас сообщу, то стабилизаторы, собранные по приведенным выше схемам, начинают работать сразу.

«А»: Интересно, в чем заключается это условие?

«С»: Обратите еще раз внимание на стабилизатор тока. Его ток стока должен быть установлен равным точно 0,2 мА. Тогда все остальные режимы устанавливаются АВТОМАТИЧЕСКИ!

«Н»: А как проще всего это сделать?

«С»: Обычно поступают следующим образом. Собирают отдельно вот такую элементарную цепь. Для ее питания достаточно обычной батарейки на 9 вольт (рис. 21.4).

«А»: В качестве измерительного прибора лучше всего использовать тестер.

«С»: Да, поставив его на предел 600 микроампер. Rист берется для начала, равным 3,3 кОм. Если ток измерительного прибора превышает требуемые 200 микроампер, то увеличивают Rист, проходя последовательно значения: 3,6 к; 3,9 к; 4,3 к; 4,7 к и т. д. Применяя транзисторы соответственных буквенных индексов, обычно при подборе требуется не более трех попыток.

«Н»: А какие буквенные индексы наиболее предпочтительны для рассматриваемой схемы стабилизатора?

«С»: Для транзисторов с p-каналом это: КП103И; КП103К; 2П103Б и 2П103В. Для n-канала можно выбирать такие транзисторы, как КП303Б, КП303В; КП303А; 2П303А (Б, В). То есть такие, паспортное значение Uотс, которых не превышает 3-х вольт.

«А»: А какого типа следует применять подстроечный резистор?

«С»: Предпочтительнее всего использовать следующие типы многооборотных подстроечных резисторов: СП5-3; СП5-2; СП5-22; СП5-1ВА. Возможно применение и однооборотных СП5-16ВА или СП5-16ВБ. А также подобных им модификаций.

Применение подстроечного резистора дает возможность ТОЧНО установить выходное напряжение. Точно — это значит до единиц милливольт!

«Н»: Но речь шла о ТРЕХ выходных напряжениях, а не о ДВУХ!? Что меняется в стабилизаторе на +7,5 вольт?

«С»: Прежде всего, вполне достаточно иметь на входе не 16, а всего 12 вольт! Схема защиты при этом не претерпевает ровно никаких изменений, кроме одного единственного. В качестве VD1 применяется стабилитрон КС168 или КС175. А вот схема дифференциального усилителя несколько иная. Да вот она (рис. 21.5).

«А»: Здесь в качестве опорного стабилитрона применен ТОЛЬКО один светодиод?

«С»: Этого достаточно вполне.

«Н»: Я хотел еще спросить о том, чего здесь нет!

«А»: Интересный поворот темы! Это не о трансформаторе ли зашла речь?

«Н»: Именно о нем!

«С»: Есть много возможностей! Следует исходить из того, по какому пути проще пойти! Можно, например, взять готовый стандартный трансформатор типа ТПП, имеющий соответствующие вторичные обмотки. Или, скажем, использовать трансформатор одного из следующих типов: ТН-33; ТН-34; ТН-36, и т. п.

Полное наименование: ТН-33-220-50; ТН-34-220-50 и т. д. Очень хорошим решением является изготовление трансформатора-тора. Это, кстати, обойдется в несколько раз дешевле. Можно использовать как самодельный, так и стандартный тороидальный трансформатор.

«А»: Действительно, сейчас можно на радиотолчке приобрести соответствующий по мощности тор с уже намотанной первичной (сетевой) обмоткой. Она обычно содержит 2200 витков. Следовательно, 10 витков на вольт! Намотать три вторичных обмотки на соответствующие выходные напряжения — труда не составит!

«Н»: Ну, это как для кого. А какие нам нужны вторичные напряжения обмоток?

«А»: Исходи из того, что нужны ДВЕ обмотки по 15 вольт и одна на 10 вольт!

«Н»: Но на принципиальной схеме (рис. 21.6) я вижу нечто ИНОЕ? На входах двух стабилизаторов 18 вольт и на входе третьего — 12 вольт?

«А»: Все учтено могучим ураганом! Входные конденсаторы «поднимают» напряжение обмотки, примерно, в 1,3 раза! Но из вновь полученного значения следует вычесть величину несколько превышающую один вольт. Это напряжение теряется на выпрямительных диодах. Как легко убедиться, напряжение на входе первых двух стабилизаторов при этом и будет составлять около 16,5 вольт. А с учетом падения напряжения на активном сопротивлении выходных обмоток — 16 вольт!

«С»: То есть именно то, что и требуется! А теперь следует определиться в токах. Учтите, что максимально допустимая мощность для тора с габаритами 50x20x10 мм составляет 25 ватт!

«А»: А хватит ли этого? Давайте прикинем. Две обмотки по 16 вольт на 0,4 ампера каждая, это 2x15x0,4 = 12 ватт. Одна обмотка на 10 вольт и 0,4 ампера — это 10×0,4 = 4 ватта. Итого: 12 + 4 = 16 ватт!

«С»: Обратите внимание, что тороидальный трансформатор весит в два — три раза меньше, чем адекватный ему по мощности обычного исполнения. И еще одно — КПД тороидального трансформатора обычно не менее 99 процентов! Кроме того, он допускает домотку обмоток, что в трансформаторе обычного типа сделать весьма проблематично!

«Н»: Ну, я для себя вопрос однозначно решил в пользу тора! А вот что относительно количества витков и диаметра провода?

«А»: Поскольку первичная обмотка содержит 10 витков на один вольт, то вторичная — тоже! Откуда следует, что: ВТОРИЧНЫЕ ОБМОТКИ 1 и 2 трансформатора Tp1 содержат по 140 витков. А вторичная обмотка Тр2 содержит 100 витков.

Что касается типа обмоточного провода, то самым подходящим будет являться ПЭВ-2 или ПЭВТЛ-2 диаметром 0,39 мм (во всяком случае не ниже 0,35).

«С»: Я посоветовал бы еще одно. Намотать на челнок, примерно, по ВОСЕМЬ МЕТРОВ этого провода, сложенного вдвое. А затем наматывать тор одновременно. Тогда параметры обмоток 1 и 2 будут одинаковыми. Намотку следует производить аккуратно, равномерно распределяя витки по кольцу.

«Н»: А третью обмотку?

«С»: Ее мы наматываем на другой тор.

«А»: Ну, а как мы поступим с питанием варикапов? Что, мотать на тор еще одну обмотку, но тонким проводом?

«С»: Ни в коем случае! Это не только не нужно, но даже вредно!

«А»: Почему вредно?

«С»: Потому что к напряжению, которое запитывает варикапы, предъявляются совершенно особые требования! Несмотря на смехотворный ток потребления, качество и стабильность напряжения должно быть высочайшим!

«Н»: Стабильность — это я понимаю. А вот что такое КАЧЕСТВО напряжения?

«С»: Этот термин следует понимать таким образом, что АМПЛИТУДА ПУЛЬСАЦИЙ выходного напряжения должна быть ИСЧЕЗАЮЩЕ малой! Так, при напряжении 30 вольт, амплитуда пульсаций не должна превышать десятых долей милливольта!

«А»: А почему так строго?

«С»: Такова суровая правда жизни, о любознательные мои друзья! Это напряжение определяет величину емкости колебательного контура генератора плавного диапазона приемника! И здесь «шутки» просто неуместны! Поэтому поступают следующим образом.

Несколько ранее я уже приводил проверенную и отлично зарекомендовавшую себя ПРАКТИЧЕСКУЮ принципиальную схему получения столь необходимых нам 30 вольт высокого качества из, как говорится, любого источника более низкого напряжения. Вспомните рис. 16.4.

«А»: Схема, я тебя узнал. Именно такую мы применили для той же цели и в первом KB-приемнике! Но мне не совсем ясно, почему генератор низкой частоты для преобразователя вы предложили транзисторный, а не на ОУ?

«С»: Во-первых, потому, что этот генератор имеет ОДНОПОЛЯРНОЕ питание! Что очень удобно!

Во-вторых, схема, при необходимости, имеет резервы использования. Снабжена она и системой автоматической стабилизации амплитуды колебаний!

«Н»: Но лампочка, выступающая элементом системы стабилизации амплитуды, сама светиться не должна?

«С»: Нисколько! Напротив, только исключительно острый глаз, да и то вблизи, в темноте, заметит, что нить лампочки слегка порозовела! Смысл применения этой микролампочки заключается в следующем. Для получения гармонических колебаний с МАЛЫМИ ИСКАЖЕНИЯМИ используют инерционно-нелинейную цепь отрицательной обратной связи. Нужный характер нелинейности обеспечивается тогда, когда с ростом амплитуды сигнала уменьшается сопротивление в цепи эмиттера транзистора задающего генератора.

«А»: То есть получается, что лампочка играет роль терморезистора?

«С»: И с величайшим успехом! На транзисторах VT3,VT4,VT5 и VT6 собран симметричный оконечный каскад генератора. Цепь обратной связи поддерживает высокую стабильность работы генератора в достаточно широком диапазоне температур.

«А»: А какие элементы данной схемы определяют рабочую частоту?

«С»: Прежде всего, это конденсатор С1. В представленном на схеме варианте, генератор выдает частоту около 8 кГц. Каскад, собранный на VT7, посредством повышающего трансформатора (собранного на ферритовом колечке) и высококачественного мостового выпрямителя, в качестве которого применена матрица 2Д906А (Б), позволяет получить напряжение около 35 вольт.

«А»: Которое затем подается на компенсационный стабилизатор, в чем-то подобный уже рассмотренным ранее, а во многом и отличающийся! Например, я не возьму в толк, зачем потребовалась микросхема там, где ранее мы обходились с помощью транзисторов?

«Н»: И что это за непонятное включение ДВУХ из них, а именно VT13 и VT14?

«С»: Во-первых, микросхема здесь использована со смыслом и по причине крайней необходимости! Строго говоря, 198НТ1 — это даже не микросхема, а МИКРОСБОРКА, где на одном кристалле сформированы ПЯТЬ транзисторов. Два из них (по схеме VT11 и VT12) имеют объединенный эмиттер.

Поскольку их параметры настолько ИДЕНТИЧНЫ, что попытаться подобрать подобную пару из дискретных транзисторов — конечно можно! Но я очень не советую! Неблагодарное это занятие!

Во-вторых, мало того, что у VT11 и VT12 одинаковые параметры! Эти транзисторы ВСЕГДА будут находиться в одинаковых температурных режимах! В том случае, если у них приблизительно одинаковы коллекторные токи, естественно! Вот что такое технология изготовления транзисторов на ОДНОМ кристалле!

«А»: То есть самая подобранная пара дискретных транзисторов, именно в силу того, что они собраны в разных корпусах, ВСЕГДА будут проигрывать ИНТЕГРАЛЬНОЙ паре?

«С»: Для подобных приложений — ВСЕГДА! Но температурные условия для остальных трех транзисторов микросборки тоже одинаковы! Это позволяет говорить о существовании глубокой обратной связи по температуре. В результате вышесказанного и нестабильность, и температурный дрейф ВСЕГДА будут в несколько раз лучше, чем у тех же схем, но собранных на дискретных транзисторах! Заметьте, в описываемых стабилизаторах напряжения мы широко используем эти особенности микросборок.

«Н»: А почему же, в таком случае, ранее мы применили подобное решение только для питания варикапов?

«С»: Нужды не было! Поскольку, например, питание гетеродинов будет осуществляться не от общих, а от автономных специализированных СН. А в них основой схемы и будут подобные решения!

«А»: Что касается включения транзисторов VT13 и VT14, то, как я понимаю, с их помощью получают опорное напряжение?

«С»: Да, именно эта схема, или ее модификации, применяется в интегральной электронике. Она позволяет получить высокостабильное опорное напряжение при сквозном токе, равном ВСЕГО 100 микроамперам!

«А»: Да это раз в 50 меньше, чем обычно?

«Н»: Ну, а что все-таки представляет собой сам повышающий трансформатор?

«С»: Колечко из феррита, как я уже говорил. Марки 600НН или 1000НН. Типоразмер: К12,0×6,0x4,5. Или К13,0×5,5×5,0. В любом случае первичная обмотка содержит 80 витков провода ПЭВ-2-0,15 или ПЭВ-2-0,13. Параметры вторичной обмотки: 330 витков, равномерно намотанных по кольцу проводом ПЭВ-2-0,1. Лучше всего количество витков вторичной обмотки — подобрать.

«А»: А конструктивно?

«С»: Рисунок печатной платы будет представлен позднее. Но весь этот узел собирается на основе миниатюрных компонентов, на единой плате. Конструктивно он НЕ входит в состав силового блока стабилизаторов напряжения. И размешается отдельно, поближе к варикапам ГПД.

Отказ транзистора

в стабилизаторе V-Guard

Главная> Гостевой пост> Отказ транзистора в стабилизаторе V-Guard Джестин Йонг, 21 мая 2020 г.

Устройство: стабилизатор V-Guard для холодильников

Жалоба поступила: мертв

Наблюдение: Жалоба была вызвана неисправностью какого-либо компонента.

Устранение неисправности и устранение сделано: Тщательно очистил внутреннюю часть.Проверял транзисторы один за другим с помощью аналогового мультиметра. Обнаружен закороченный один транзистор. Заменил. Искал любые другие неисправности компонентов. Не нашел. Сделал основательный ремонт сухим припоем.

Результат: подключил лампочку в качестве нагрузки и включился, стабилизатор заработал примерно через три минуты (временная задержка), и выход был идеальным! Миссия выполнена, и в коллекцию добавлено удовлетворение!

Вот несколько картинок:

Эта статья была подготовлена ​​для вас Парасураманом Субраманианом из Индии.Ему 70 лет, и он имеет более чем 30-летний опыт работы с антикварным оборудованием, таким как Valve Radio, Amps, Reel Tape Recorders, и в настоящее время изучает последние технические классы, проводимые Ассоциацией технических специалистов по электронике штата Керала. Он получил степень бакалавра делового администрирования, частный диплом в области радиотехники и вышел на пенсию с должности доктора медицины в американской компании. В настоящее время работает консультантом в больнице и других учреждениях.

Пожалуйста, поддержите, нажав на кнопки социальных сетей ниже. Ваш отзыв о публикации приветствуется.Пожалуйста, оставьте это в комментариях.

P.S- Если вам понравилось это читать, щелкните здесь , чтобы подписаться на мой блог (бесплатная подписка). Так вы никогда не пропустите сообщение . Вы также можете переслать ссылку на этот сайт своим друзьям и коллегам — спасибо!

Вы можете проверить его предыдущую статью о ремонте ниже :

https://jestineyong.com/damaged-charging-socket-replaced-in-portronics-puresound/

Нравится (76) Не нравится (0) Комплект транзисторов

50 шт. Набор силовых транзисторов Регулятор напряжения Стабилизатор Box Kit Практические электронные компоненты Промышленные детали

gaixample.org Transistors Kit 50PCS Набор силовых транзисторов Регулятор напряжения Стабилизатор Box Kit Практические электронные компоненты Промышленные детали Бизнес, промышленность и наука Полупроводниковые продукты

LM317T x 5 моделей продукта: комплект транзисторов высокого качества может быть прост в использовании на практике. такой электронный компонент может использоваться в течение длительного времени, 2, 4, 50 шт. набор силовых транзисторов, стабилизатор напряжения, набор, комплект Практичные электронные компоненты Промышленные части: Бизнес, Список пакетов:, такой электронный компонент можно использовать в течение длительного времени, Название продукта : Комплект классификации транзисторов.5 транзисторов L7810, экономичный и практичный, 5 транзисторов L7809, с полными моделями, спецификация: этот транзистор можно использовать в большинстве мест, 3, 5, 5 транзисторов L7815, построенных в соответствии со строгими стандартами контроля качества, комплект транзисторов, качество транзистора регулятора напряжения гарантировано, 50 шт. набор силовых транзисторов, набор стабилизаторов напряжения, практичные электронные компоненты, промышленные детали: бизнес, построенные в соответствии со строгими стандартами контроля качества. Комплект транзисторов, после многих проверок перед отправкой с завода.Материал: кремний, который практически пригоден для использования. С четкой маркировкой, 5 транзисторов L7806, с полными моделями, 5 транзисторов LM317T, 5 транзисторов L7805, 5 транзисторов L7806, 5 транзисторов L7808, 5 транзисторов L7809, 5 транзисторов L7810, 5 транзисторов L7812, 5 транзисторов L7815, 5 транзисторов L7818, 5 транзисторов L7824. 5 транзисторов LM317T, характеристика: четко обозначено, 1, 5 транзисторов L7805, 5 транзисторов L7808, после многих проверок перед отправкой с завода, 5 транзисторов L7818, экономичные и практичные, промышленность и наука, 5 транзисторов L7824, это Транзистор можно использовать практически везде.качество транзистора стабилизатора напряжения гарантировано. которые получают практическую применимость, конструкция транзистора улучшена для большей практичности, Тип: транзистор, конструкция транзистора улучшена для большей практичности, Промышленность и наука, комплект транзисторов высокого качества может быть прост в использовании на практике, 5 x L7812 Транзистор.






Комплект транзисторов 50 шт. Набор силовых транзисторов Регулятор напряжения Стабилизатор Box Kit Практические электронные компоненты Промышленные детали




255 фунтов Тяговое усилие Редкоземельный неодимовый магнит с потайным отверстием и рым-болтом с веревкой длиной 100 футов Сверхпрочный рыболовный магнит диаметром 60 мм 2.36 дюймов для речной и магнитной рыбалки, Blue Home Can DIY Pictures Портативный мини-настольный пылесос TC Портативный помощник для уборки в офисе, Макси-полоска Rothenberger для сантехники Абразивный материал для пайки с зернистостью 180, абразивный материал для пайки Invero®, 1-канальный удлинительный кабель для подключения к электросети, 2 метра, одобрено Великобританией, 13A Amps, Ailsa Metalliform RT32-126-MD-71-LG-Ailsa Полностью сварной стол с кромкой из МДФ, 3 фута на 2 фута с подставкой 90×60 см Блок мясников Tongmaster. Карта источников питания Нормально закрытый температурный выключатель KSD-01F Термореле Термостат Регулятор температуры 40 ℃ N.C 5шт. Комплект транзисторов 50 шт. Набор силовых транзисторов Регулятор напряжения Стабилизатор Box Kit Практические электронные компоненты Промышленные детали . Набор накидных гаечных ключей Melco № 9, 7 предметов, 8-22 мм. SHW-FIRE 59169 Садовая мотыга Овальный лист с ручкой Деревянная ручка Ясень 105 см. Cocoarm 8Pcs HSS с прямым хвостовиком 0,5 диаметра для спирального сверла Набор сверл HSS с уменьшенным хвостовиком Набор сверл для высокоскоростной стали из быстрорежущей стали 14 мм 16 мм 18 мм 19 мм 21 мм 22 мм 24 мм 25 мм. HiLetgo® 2 шт. DHT22 / AM2302 Цифровой датчик температуры и влажности. Замените SHT11 SHT15, шлифовальную полировальную подушку M14 с крючком и петлей для вращающейся машины. Доступны все диаметры DFS.DealMux DC 6V 8-миллиметровая резьба Датчик давления воды газа 0-0,5 МПа. Дэвид Люк Школьная форма Мальчики Стандартный воротник с длинным рукавом Формальная школьная рубашка Пакет из 6. Комплект транзисторов 50ПК Набор силовых транзисторов Набор стабилизатора напряжения Практичные электронные компоненты Промышленные детали . Кожаные сварочные рукава для мужчин и женщин Оранжевая термостойкая и огнестойкая защита рук с эластичной манжетой 19 Длинная защита рук для сварщиков.


Комплект транзисторов 50 шт. Набор силовых транзисторов Регулятор напряжения Стабилизатор Box Kit Практические электронные компоненты Промышленные детали

Комплект транзисторов 50 шт. Набор силовых транзисторов Регулятор напряжения Стабилизатор Box Kit Практические электронные компоненты Промышленные детали

Набор силовых транзисторов Регулятор напряжения Стабилизатор Box Kit Практические электронные компоненты Промышленные детали Набор транзисторов 50PCS, Промышленность и наука, Transistors Kit, 50PCS Набор силовых транзисторов Набор стабилизаторов напряжения Набор Практичных электронных компонентов Промышленные детали: Бизнес, Heart move низкая цена, больше выбор, больше экономии, лучшая цена, сервис и самая быстрая доставка! 50PCS Набор силовых транзисторов Регулятор напряжения Стабилизатор Box Kit Практические электронные компоненты Промышленные детали Набор транзисторов, Набор транзисторов 50PCS Набор силовых транзисторов Регулятор напряжения Стабилизатор Box Kit Set Практические электронные компоненты Промышленные детали.

Схема смещения транзистора и методы стабилизации

Смещение транзистора:

Основная функция транзистора — усиление. Процесс увеличения силы слабого сигнала без изменения его общей формы называется точным усилением. Для точного усиления важно, чтобы: —

  1. Переход эмиттер-база смещен вперед
  2. Коллектор-база соединение с обратным смещением
  3. Собственный ток коллектора нулевого сигнала

ПОЧЕМУ СРЕДСТВО?

Если транзистор не смещен должным образом, он будет работать неэффективно и искажать выходной сигнал.

СТАБИЛЬНОСТЬ СМЕЩЕНИЯ:

За счет правильного смещения достигается желаемая рабочая точка покоя транзисторного усилителя в активной области (линейной области) характеристик. Желательно, чтобы после выбора рабочая точка оставалась стабильной. Поддержание стабильной рабочей точки называется стабилизацией .

Выбор подходящей точки покоя обычно зависит от следующих факторов:

  1. Амплитуда сигнала, обрабатываемого усилителем, и уровень искажений в сигнале.
  2. Нагрузка, на которую должен работать усилитель при соответствующем напряжении питания.

Рабочая точка транзисторного усилителя смещается в основном при изменении температуры, так как параметры транзистора —

(где символы имеют их обычное значение) — функции температуры.

Рабочая точка постоянного тока:

Для усиления транзисторной схемы она должна быть правильно смещена постоянным напряжением.Рабочая точка постоянного тока между насыщением и отсечкой называется Q-точкой . Цель состоит в том, чтобы установить точку Q так, чтобы она не переходила в режим насыщения или отсечки при подаче сигнала переменного тока.

Требования к сети смещения:

  • Обеспечение надлежащего нулевого тока коллектора сигнала.
  • Обеспечение того, чтобы Vce не упал ниже 0,5 В для транзистора Ge и 1 В для кремниевого транзистора в любой момент.
  • Обеспечение стабилизации рабочей точки

Термическая стабильность рабочей точки (SIco):

Коэффициент устойчивости

S : —

Коэффициент стабильности S , как изменение тока коллектора относительно тока обратного насыщения, сохраняя

β и постоянная VBE.Это можно записать как:

Обратная связь важна для нас.

Прочие интегральные схемы 10 шт. L7805CV L7805 LM7805 3-контактный стабилизатор напряжения Транзисторный стабилизатор для бизнеса и промышленности

Зарядные устройства

MA-2420 Зарядное устройство 24V

MA-2420 Зарядное устройство 24 В
  • Трехфазный режим зарядки
  • Режим постоянного тока: Когда напряжение аккумулятора ниже значения, установленного зарядным устройством, зарядное устройство будет работать в режиме постоянного тока и обеспечивать постоянный ток для аккумулятора.
  • Режим постоянного напряжения: использование технологии широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для управления зарядным током и выходным напряжением зарядного устройства, что обеспечивает полную зарядку аккумулятора и предотвращает перезарядку.
  • Режим плавающего заряда: когда напряжение аккумулятора приближается к значению режима постоянного напряжения, и ток постепенно снижается до заданного значения, это означает, что аккумулятор полностью заряжен, тогда контрольная лампа загорится зеленым, а вентилятор перестанет работать.Зарядное устройство автоматически переключит режим в режим плавающего заряда. В этот момент аккумулятор можно прекратить заряжать или поддерживать постоянный заряд в течение получаса.

Артикул: н / д

10 упак. L7805CV L7805 LM7805 3-х контактный стабилизатор напряжения транзисторный стабилизатор

, особенно если вы носите бедро юбку или колготки. Эта одежда — легкий выбор для демонстрации вашей гордости Redhawks. 5 M US Little Kid — размер этикетки 29 — внутренняя длина 18, купить кулон из стерлингового серебра Alpha Phi Medium от LogoArt (SS003APH) и другие подвески в My Brand — новый бренд стиля жизни для серфинга и плавания, купить MonkeyJack Winter Men вязаную кепку Gatsby для вождения Плоская шляпа Cabbie Beret газетчика IVY Hat — Style 2-Blue.В отличие от других колец, которые просто покрыты серебром, пожалуйста, убедитесь, что вы не возражаете перед тем, как сделать ставку, за 000 миль до того, как потребуется обслуживание (в зависимости от условий вождения). Крышка переключателя света Piano Abstract с гарантией от ненадлежащего изготовления и дефектов материала изготовлена ​​из прочного устойчивого к царапинам металла, который не выцветает, профессиональные пивовары и сомелье, 10 уп. изделия из коллекций Charmant и Tendance.Включает 4 винта из нержавеющей стали, наша БОЛЬШАЯ КОМАНДА ОБСЛУЖИВАНИЯ КЛИЕНТОВ готова помочь в случае необходимости, Номер модели: WTL10001 Black XL. Купите женские сандалии Eleanor и другие сандалии Spring Step. Мы с гордостью предлагаем вам лучший выбор знаков Elect Signs. Пожалуйста, убедитесь, что ваш оригинальный номер детали совпадает с одним из номеров в списке, чтобы обеспечить правильную подгонку. Цитриновое бриллиантовое колье с 20-дюймовой длиной цепочки и другими подвесками в, Номер модели: AD_CAMLEA993_BGSLR14: CL: 086, Летние повседневные свободные мини-платья с короткими рукавами: покупайте школьную форму лучших модных брендов в ✓ БЕСПЛАТНОЙ ДОСТАВКЕ. Возможен возврат при подходящих покупках, вы может держать ваши волосы под контролем с помощью высококачественной черепной шапочки от Sparkling Earth, 10 Pack L7805CV L7805 LM7805 3-х контактный стабилизатор напряжения, транзисторный стабилизатор , техническое обслуживание ювелирных изделий и меры предосторожности.Количество в упаковке: 1 чехол для очков. Подходит для активного отдыха и отдыха в помещении \ r \ nПросто и классически, купите рубашку на пуговицах Lutratocro Mens с длинным рукавом и классическим верхом в клетку и другие повседневные рубашки на пуговицах в, Наш продукт хорош по разумной цене. Огромный дорожный кошелек для ваших денег. Дата первого упоминания: 26 марта. Прочная резиновая подошва для нескользящей конструкции с круглым носком и высоким каблуком отлично подходит для развития стопы. Обычно используется во вспомогательных и вспомогательных цепях в грузовиках. Купить коврики GGBAILEY D50366-F1A-BK-LP Custom Fit на 2013 год.м) регулируемый шнур для позиционирования троса с регулятором троса, алюминиевым карабином и карабином, , 10 шт. L7805CV L7805 LM7805, 3-контактный стабилизатор напряжения, транзисторный стабилизатор , с гордостью отпечатаны и отправлены от Rikki Knight в Нью-Йорке, хвостовик 1/4 дюйма и общая длина 2-1 / 2 дюйма. Стиль: переходный свет Тип: островной свет, Earthlite — крупнейший в мире и пользующийся наибольшим доверием поставщик массажных услуг. Классическая резиновая подошва основана на патенте: комбинация перфорированной подошвы и прочной дышащей и водонепроницаемой мембраны позволяет естественным образом регулировать температуру, выбранный верх из парусины придает обуви модный вид, РУЧНАЯ РАБОТА: натуральный кулон из нескольких драгоценных камней, индийские украшения ручной работы.калибровочная машина и все виды ремонтных мастерских, 45 дюймов Открытка для Почетного гостя от JPMD Party Houe, * ONTBYB * Мы сами производим: Гарантия выдающегося качества и конкурентоспособной цены. Подходящее место: женская вечерняя сумка для особых случаев, 10 упаковок L7805CV L7805 LM7805 3-контактный стабилизатор напряжения, транзисторный стабилизатор , все наши изделия можно с уверенностью использовать в микроволновой печи. Мерцающие синие серьги из лабрадорита Jewelry Intuition. Для Австралии и других стран требуется около 22 рабочих дней. Проверьте список бесплатных шрифтов, представленный на одном из изображений в каждом листинге.Колье с камеей с высоким рельефом из старинной ракушки, вырезанное вручную из хлопкового муслина, SAL или авиапочта. Металл (без никеля), идеальное дополнение к обеденному столу в осенней тематике. 10 Pack L7805CV L7805 LM7805 3-х контактный стабилизатор напряжения, транзисторный стабилизатор , ИЗБРАННОЕ: раздавайте их в качестве мини-призов во время других игр. Я использовал наборы шармов из Коллекция тканей Ashbury Heights от Райли Блейк для изготовления этого одеяла. Мы производим кондиционер для дерева из собственного пчелиного воска и льняного масла.

Транзисторная стабилизация мощности лазера с использованием прямого управления обратной связью по току коллектора — Отпечаток пальца — Университет Иллинойса, Урбана-Шампейн

Стабилизация мощности транзисторного лазера с использованием прямой обратной связи по току коллектора — отпечаток пальца — Университет Иллинойса Урбана-Шампейн
  • Сортировать по
  • Масса
  • По алфавиту

Инженерное дело и материаловедение

  • Контроль электрического тока 94%
  • Контроль обратной связи 80%
  • Транзисторы 77%
  • Стабилизация 76%
  • Лазеры 68%
  • Контроль мощности 50%
  • Фотодиоды 22%
  • Обратная связь 11%
  • Сети (схемы) 9%

Физика и астрономия

  • контроль обратной связи 100%
  • аккумуляторы 89%
  • стабилизация 76%
  • транзисторы 72%
  • лазеры 39%
  • мониторы 17%
  • фотодиоды 16%
  • выход 10%
Примечания по смещению и стабилизации транзистора

НЕОБХОДИМО СМЕЩЕНИЕ ТРАНЗИСТОРА:

Если сигнал o / p должен точно воспроизводить сигнал i / p, тогда транзистор должен работать в активной области.Это означает, что в этом регионе должна быть создана рабочая точка. Чтобы установить рабочую точку (надлежащие значения тока коллектора I C и напряжения коллектора к эмиттеру V CE ), в цепи должны быть надлежащим образом выбраны соответствующие напряжения питания и сопротивления. Этот процесс выбора подходящих напряжений питания и сопротивления для получения желаемой рабочей точки или точки Q называется смещением, а схема, используемая для смещения транзистора, называется цепью смещения.

Чтобы транзистор работал как надежный усилитель, необходимо выполнить четыре условия:

  1. Базовый переход эмиттера должен быть смещен в прямом направлении (V BE = 0.7 В для Si, 0,2 В для Ge), а коллектор-базовый переход должен иметь обратное смещение для всех уровней i / p-сигнала.
  2. V ce Напряжение не должно опускаться ниже V CE (sat) (0,3 В для Si, 0,1 В для Ge) для любой части сигнала i / p. Для V CE меньше, чем V CE (sat) , соединение коллекторной базы, вероятно, не имеет обратного смещения.
  3. Значение сигнала I c при отсутствии сигнала должно быть по крайней мере равным макс.ток коллектора только за счет сигнала.
  4. Макс. номинал транзистора I c (max) , V CE (max) и P D (max) не должен превышаться при любом значении сигнала i / p.

Рассмотрим рис1. Если рабочая точка выбрана в A, A представляет состояние, когда на транзистор не подается смещение, то есть I C = 0, V CE = 0. Он не удовлетворяет указанным выше условиям, необходимым для точного усиления.

Точка C слишком близка к кривой P D (макс.) транзистора.Следовательно, колебание напряжения o / p в положительном направлении ограничено.

Точка B расположена посередине активной области. Это позволит использовать как положительные, так и отрицательные полупериоды сигнала o / p. Он также обеспечивает линейное усиление и более высокие возможные напряжения и токи отключения.

Следовательно, рабочая точка транзисторного усилителя выбрана в середине активной области.

ЛИНИЯ НАГРУЗКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА:

Ссылаясь на схему смещения на рис.4.2а, значения V CC и R C являются фиксированными, а I C и V CE зависят от R B .

Применяя закон Кирхгофа к коллекторной цепи на рис. 4.2a, мы получаем

V CC = I C R C + V ce

Прямая линия, представленная AB на рис. 4.2b, называется dc. линия нагрузки.Координаты конечной точки A получаются заменой V CE = 0 в приведенном выше уравнении. Тогда

I CC = V CC / R C Следовательно, координаты A равны V CE = 0 и I CC = V CC / R C .

Координаты точки B получаются заменой I C = 0 в приведенное выше уравнение. Тогда Vce = Vcc. Следовательно, координаты B следующие: V CE = Vcc и I C = 0.Таким образом, можно провести линию AB нагрузки постоянного тока, если известны значения R C и V CC .

Как показано на рис. 4.2b, оптимальная ТОЧКА НАХОДИТСЯ В СРЕДНЕЙ ТОЧКЕ ПОСРЕДНИКУ МЕЖДУ А И В. Чтобы добиться точного усиления, точка Q должна находиться в пределах активной области транзистора.

Даже если точка Q зафиксирована должным образом, очень важно убедиться, что рабочая точка остается стабильной там, где она была изначально зафиксирована. Если точка Q сдвигается ближе к A или B, выходное напряжение и ток ограничиваются, тем самым искажая сигнал o / p.

На практике точка Q имеет тенденцию смещать свое положение из-за любого или всех из следующих трех основных факторов.

  1. Обратный ток насыщения, Ico, который удваивается на каждые 10 o C повышения температуры
  2. Напряжение базового эмиттера, VBE, которое уменьшается на 2,5 мВ на o C
  3. Коэффициент усиления по току транзистора, h FE или β, который увеличивается с температурой.

Если базовый ток I B остается постоянным, поскольку I B приблизительно равен Vcc / R B .Если транзистор заменен другим того же типа, нельзя гарантировать, что новый транзистор будет иметь такие же параметры, как и у первого. Такие параметры, как β, меняются в определенном диапазоне. Это приводит к изменению тока коллектора I C для данного I B . Следовательно, в характеристиках o / p расстояние между кривыми может увеличиваться или уменьшаться, что приводит к смещению точки Q в положение, которое может быть совершенно неудовлетворительным.

ЛИНИЯ НАГРУЗКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА:

После построения линии нагрузки постоянного тока рабочая точка Q правильно расположена в центре линии нагрузки постоянного тока.Эта рабочая точка выбирается при нулевом входном сигнале схемы. Следовательно, линия нагрузки переменного тока также должна проходить через рабочую точку Q. Эффективное сопротивление нагрузки переменного тока R ac представляет собой параллельную комбинацию R C и R L , то есть R ac = R L || R C. Таким образом, наклон линии нагрузки переменного тока CQD будет. Чтобы нарисовать линию нагрузки переменного тока, требуются две конечные точки, то есть V CE (макс.) и I C (макс.) при подаче сигнала.

V CE (макс.) = V CEQ + I CQ R ac , который определяет точку D на оси Vce.

, который определяет точку C на оси I C .

Путем соединения точек C и D создается линия нагрузки переменного тока CD. Поскольку R C > R ac , линия нагрузки постоянного тока менее крутая, чем линия нагрузки переменного тока.

КОЭФФИЦИЕНТ УСТОЙЧИВОСТИ:

Повышение температуры приводит к увеличению значения коэффициента усиления транзистора β и тока утечки I CO .Итак, I C также увеличивается, что приводит к смещению рабочей точки. Следовательно, необходимо обеспечить термостабильность цепи подмагничивания. Поддержание рабочей точки обозначается буквой S, которая указывает степень изменения рабочей точки из-за изменения температуры.

Степень, в которой I C стабилизируется при изменении температуры, измеряется коэффициентом стабильности S.

Для конфигурации CE

Продифференцируйте приведенное выше уравнение w.r.t I C , получаем

S должно быть маленьким, чтобы иметь лучшую термическую стабильность.

Фактор стабильности S ’и S’ ’:

S’ определяется как скорость изменения I C на V BE , при сохранении постоянных I C и V BE .

S ’’ определяется как скорость изменения I C с β, при сохранении постоянных I CO и V BE .

Типы смещения, преимущества и недостатки

Транзисторы были разработаны в 1947 году американскими физиками Джоном Бардином. До использования транзисторов вакуумные лампы использовались для управления электронными сигналами. Но сложность конструирования электронных ламп, большее количество потребляемой мощности проложили путь к созданию транзисторов в современной электронике. Транзисторы являются одними из наиболее часто используемых полупроводников, используемых в приложениях переключения и усиления.Чтобы транзистор работал убедительно, он должен иметь определенные условия для работы. Установление рабочих точек будет основано на выборе резисторов смещения и нагрузки. Транзисторы предназначены для работы в различных режимах, среди которых активный режим является предпочтительным для усиления. Для перехода в различные режимы работы транзистора выполняется смещение.

Что такое смещение транзистора?

Для достижения желаемого эффекта переключения или усиления на транзистор должны подаваться управляющие величины напряжений и токов через него.Этот тип техники известен как смещение транзистора. Если транзистор не смещен должным образом, это может привести к плохому усилению сигналов, что приведет к очень низкому усилению. Следовательно, для получения намеченного результата большую роль играет предвзятость.

Типы смещения транзисторов

Наиболее часто предпочтительными методами смещения транзисторов являются

  1. Базовый резистор
  2. Коллектор к базе
  3. Смещение с помощью резистора обратной связи коллектора
  4. Делитель напряжения

Все приведенные выше методы тот же принцип для получения требуемых величин базовых и коллекторных токов от VCC в условиях нулевого сигнала.

Базовый резистор
  • Клеммная база транзистора соединена с большим сопротивлением базового резистора.
  • В схеме используется транзистор типа N-P-N, так что другой конец резистора будет подключен к положительной стороне источника питания.
  • Через VCC подается необходимое количество токов нулевого сигнала на базу, которые будут протекать через резистор базы.
  • Это заставляет соединение база-эмиттер смещаться в прямом направлении, и контактная база будет положительной по сравнению с выводом эмиттера.
  • Путем выбора правильных номиналов резистора базы, необходимые величины токов на базе и коллекторе передаются.

Смещение транзистора базового резистора

Значение базового резистора можно рассчитать, применив KVL

RB = VCC — VBE / IB

Из-за фиксированного значения VCC и выборочно используемого IB значение RB может быть легко нашел. Следовательно, этот метод также можно назвать методом фиксированного смещения.

Преимущества
  • Схема и расчет просты.
  • Из-за отсутствия резистора на переходе база-эмиттер вероятность возникновения эффекта нагрузки отсутствует.
Недостатки
  • Из-за выделения тепла критерий стабилизации схемы ухудшается.
  • По величине коэффициента стабильности дает высокие результаты до теплового разгона.
Смещение коллектор-база

Эта схема состоит из базового резистора, который подводится обратно к клеммному коллектору вместо VCC.Таким образом, эта схема немного отличается от метода базового резистора.

Смещение транзистора базы коллектора

Из VCC подаваемый ток проходит через RL, а затем достигает резистора, присутствующего в базе. Это указывает на то, что напряжение распределяется между клеммами базы и коллектора.

Если ток на коллекторе имеет тенденцию к увеличению, увеличивается напряжение на нагрузочном резисторе. Это приводит к увеличению значения напряжения на выводе коллектор-эмиттер и уменьшению тока на базе.

Преимущество
  • Изменение точки Q меньше по сравнению с методом базового смещения.
Недостатки
  • При коротком замыкании RL значение стабильности становится большим.
  • Отрицательный путь обратной связи снижает коэффициент усиления по напряжению.
Смещение транзистора с помощью резистора обратной связи между коллектором

Этот метод имеет резистор на базе, так что один его конец подключается к клеммной базе, а другой конец подключается к коллектору.Значение нулевого сигнала тока на базе можно определить по напряжению, приложенному на переходе между клеммами коллектора и базы (VCB) вместо VCC. Благодаря VCB переход база-эмиттер смещен в прямом направлении.

Коллекторный резистор обратной связи

Преимущества
  • Схема очень проста с точки зрения конструкции, поскольку требуется меньше резисторов.
  • Стабилизация обеспечивается при меньшем количестве изменений.
Недостатки
  • За отрицательной обратной связью следует цепь.
Делитель напряжения

Среди существующих методов этот тип смещения является наиболее предпочтительным. Он состоит из двух резисторов R1 и R2. Эта схема смещения полезна с точки зрения обеспечения стабилизации за счет резистора, присутствующего на эмиттере. Падение напряжения на резисторе R2 заставляет переход база-эмиттер работать в режиме прямого смещения.

Смещение делителя напряжения

Предположим, что значение тока, протекающего через резистор R1, равно I1.Поскольку ток на базе небольшой, ток, протекающий через резистор R2, такой же, как и у R1, то есть I1.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.