для схемы рис. 8.13а

для схемы рис. 8.136

SyRK

(8.20)

(8.21)

21 (У)

В (8.19) - (8.21) Sy - крутизна транзистора Гу определяется из характеристик рис. 8.15; i - динамическое сопротивление стабилитрона Ди

Сопротивление Як - коллекторная нагрузка усилителя постоянного тока, оно различно для различных схем питания УПТ.

При питании УПТ со входа стабилизатора (см. рис. 8.12а) ЯкЯу.

При питании УПТ от дополнительного источника (см. рис. 8.126).

-К = (О RyKy + R{c)>

где i/?i(C) - входное сопротивление составного транзистора, величина которого зависит от числа транзисторов, входящих в составной.

Для двойного составного транзистора

i(C2)-~ Ц12) + Rt (11)21 (12)*

Для тройного составного транзистора

(СЗ) тз) + 1

Если коллекторной нагрузкой УПТ является эмиттерный повторитель, RjRic.

Входные сопротивления транзисторов, входящих в составной, Рци), Рцщ, Rm) можно определить из входных характеристик транзистора (рис. 8.16).

Коэффициент передачи делителя а зависит от схемы сравнения стабилизатора:

для схем рис. 8.10 и 8.136

= ion/fBHx = RiiURi + Rn + Ry,

для схемы рис. 8.13а

a = i/on/(i/B.x + i/on) =

-RnHRi + Rn + Ri).

(12) 21 (13) f (11)21 (12) 21 (13)-

Рис. 8.Ш. Определение входного сопротивления из характеристик транзистора:

= 0,5{AUbeIMb + AU beIMb)

Коэффициент сглаживания /С- для рассмотренных схем транзисторных стабилизаторов приближенно равен коэффициенту ста-

билизации /Сет. Если верхнее плечо делителя зашунтировано емкостью Ci (см. рис. 8.10), то для определения /С~ необходимо в выражениях для Кет принять а=1, так как коэффициент передачи делителя по переменной составляющей в этом случае близок к единице

Коэффициент полезного действия последовательных стабилизаторов, как ламповых, так и транзисторных, зависит от величины вхо.цного напряжения Uq и равен Ubux/Uq. Чем больше изменения входного апряжения и чем глубже регулировка выходного напряжения, тем меньше КПД схемы.

8.4. ИМПУЛЬСНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Отличительной чертой всех импульсных стабилизаторов напряжения по сравнению с липейными стабилизаторами является работа регулирующего транзистора в режиме переключения.

Работа транзистора в режиме переключения характеризуется быстрым переходом рабочей точки из области отсечки в область

i; I-- . , насыщения. При этом мощность, рассеивас-

- r-j- мая на регулирующем транзисторе, во мно-

РО раз меньше, чем при его работе в линейном режиме.

Рис. 8.17.

Работа регулирующего транзистора в режиме переключения позволяет повысить схема импульсногоТт^а^ коэффициент использования самого транзи-билизатора напряжения: стора, ПОВЫСИТЬ КПД стабилизатора (рис.

i - регу.чирующий транзис- 8.17) И уМСНЬШИТЬ СГО ГабарИТЫ.

пул1сиьиГ 1лёыен;; 4-схе- Наиболсе распространсны два типа им-ма сравнения пульсных стэбилизаторов: стабилизаторы с

широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и релейные стабилизаторы или стабилизаторы с двухпозиционным регулированием.

В стабилизаторах с ШИ.М в качестве и.мпульсного элемента используется генератор, время импульса или паузы которого изхме-няется в зависимости от постоянного сигнала, поступающего на вход импульсного элемента с выхода cxeiiLi сравнения.

Принцип действия стабилизатора с ШИМ заключается в следующем: постоянное напряжение Lo от выпрямителя или от аккумуляторной батареи подается на регулирующий транзистор, а затем через фильтр на выход стабилизатора.

Выходное напряжение стабилизатора приводится к опорному напряжению, сравнивается с ним, а затем сигнал разности подается на вход устройства, преобразующего сигнал постоянного тока в импульсы с определенной длительностью. Длительность импульсов изменяется пропорционально сигналу разности между опорным и измеряемым напряжением. С устройства, преобразующего постоянный ток в импульсы, сигнал поступает на регулирующий транзистор.

Регулирующий транзистор периодически переключается, и среднее значение напряжения на выходе фильтра зависит от соотношения между интервалами, в которых транзистор открыт или заперт. При изменении напряжения на выходе стабилизатора изменяется сигнал постоянного тока, а следовательно, и соотношение между паузой и импульсом, и среднее значение выходного напряжения возвращается к первоначальному значению.

Принцип действия релейных или двухпозиционных стабилизаторов несколько отличается от принципа действия стабилизаторов с ШИМ. В релейных стабилизаторах в качестве импульсного элемента применяется триггер, который, в свою очередь, управляет регулирующим транзистором. При подаче постоянного напряжения на вход стабилизатора в первый момент регулирующий транзистор открыт, и напряжение на выходе стабилизатора увеличивается. Соответственно растет сигнал на выходе схемы сравнения. При определенной величине вы.ходного напр.чжения величина сигнала на выходе схе.мы сравнения станет достаточной для срабатывания триггера. Триггер срабатывает и закрывает регулирующий транзистор. Напряжение на выходе стабилизатора начинает уменьшаться, что вызывает у;меньшение сигнала на выходе схемы сравнения. При определенной величине сигнала на выходе схемы сравнения триггер вновь срабатывает и открывает регулирующий транзистор. Напряжение на выходе стабилиза- др тора начинает увеличиваться. Вы- 5vt=l , +

ваться до тех пор, пока триггер вновь не закроет регулирующий транзистор. Таким образом, процесс будет повторяться. Изменение вход- -

г

НОГО напряжения или тока нагрузки р^,. 8.,18. Схема силовой части стабилизатора приведет к измене- импульсного стабилизатора напря-нию продолжительности открытого жения:

состояния регулирующего ТраНЗИС- -импульсный элемент; 2 - схема г - г сравнения

тора и к изменению частоты его переключения, а среднее значение выходного напряжения будет поддерживаться неиз.менным с определенной степенью точности.

Силовая часть импульсных стабилизаторов независимо от их типа состоит из регулирующего транзистора 7ц, дросселя Дри е.мкости Са и коммутирующего диода Да (рис. 8.18). На вход регулирующего транзистора от импульсного элемента поступают управляющие импульсы.

Рассмотрим процесс переключения силового регулирующего транзистора Гц и коммутирующего диода Дг (рис. 8.19). В момент h в цепь базы закрытого транзистора Тц подан импульс тока, достаточный для насыщения цени коллектора. Рабочая точка транзистора перемещается из области отсечки в область насыщения за время которое зависит от величины тока базы (A/b(oii) и частотных свойств транзистора. Исходя из постоянства тока в дрос-