Название: Вторичные источники питания - методические указания (В. Н. Рогов)

Жанр: Радиотехнический

Просмотров: 1202


Компенсационные стабилизаторы напряжения

Компенсационный стабилизатор напряжения (КСН) работает по иному

принципу, нежели ПСН. Принцип действия КСН основан на изменении сопро-

тивления регулирующего элемента в зависимости от управляющего сигнала.

КСН относятся к стабилизаторам непрерывного действия и представляют собой устройства автоматического регулирования, которые с заданной точно-

стью поддерживают напряжение на нагрузке независимо от изменения входно- го напряжения и тока нагрузки. КСН бывают последовательного и параллель- ного типа. Для общего представления  рассмотрим структурную схему типич-

ного КСН последовательного типа (см. рис. 5.4).

РЭ – это регулирующий элемент, в качестве которого чаще всего исполь-

зуется транзистор (биполярный или полевой);

СУ – схема управления (собственно управляет работой РЭ).

Иногда  вместо  СУ  изображают  усилитель  постоянного  тока  (УПТ).

Его задача - усилить сигнал рассогласования и подать его на РЭ.          Д – делитель напряжения, ИОН – источник опорного напряжения. В качестве ИОН приме-

няют схему параметрического стабилизатора. Источник опорного напряжения и

 

 

Рис. 5.4.   КСН последовательного типа    Рис.5.5. КСН параллельного типа

делитель объединяют в так называемый измери- тельный элемент (ИЭ). По виду включения РЭ (последовательно с нагрузкой) схема называется последовательная.

Источник        опорного        напряжения   (ИОН)

задает опорное напряжение, поступающее на вход СУ. С делителя часть выходного напряже- ния (соизмеримого с напряжением ИОН) также подается на вход схемы управления (СУ). В ре- зультате сравнения выходного напряжения (или его части) с опорным СУ управляет РЭ, сопро- тивление которого меняется в ту или иную сто- рону. Сигнал с делителя напряжения подается на схему управления и та, в свою очередь, срав- нивая напряжение с ИОН, дает команду РЭ уве-

 

Рис.5.6. Принципиальная схема КСН

личить (уменьшить) сопротивление. В результате на нагрузке напряжение оста- ется постоянным. Кроме того, измерительный элемент выделяет пульсации вы- прямленного напряжения, поступающие на РЭ, который достаточно хорошо сглаживает их.

Параллельную схему КСН рассмотрим только в структуре, она приведена на рис. 5.5.

Принцип действия такого стабилизатора основан на изменении проводи- мости РЭ, вызывающее изменение падения напряжения на балластном резисто- ре. Эта схема хорошо работает при небольшом импульсном изменении тока на- грузки. Её основное достоинство – при импульсном изменении тока нагрузки

не происходит изменения тока, потребляемого от сети. Типичная схема приве-

дена на рис. 5.6.

 

 

 

 
Функции РЭ выполняет транзистор VT1. ИОН образован резистором R1 и стабилитроном VD1 (как видим, это па-

раметрический                  стабилизатор).

Делитель, соответственно, состоит из резисторов R2-R4. На транзисторе VT2

собран   усилитель   постоянного   тока

(УПТ). ИОН задает для УПТ образцовое напряжение,  которое  вводится  в  цепь

эмиттера         транзистора   VT2.   На   базу транзистора поступает напряжение с де- лителя. Если изменяется выходное на-

пряжение, а соответственно, и напряже- ние на базе транзистора VT2, который, сравнивая это напряжение с напряжени-

ем на эмиттере, задает РЭ такой режим работы, то сопротивление его перехода

 

Рис. 5.7.  КСН

изменяется, и напряжение на нагрузке остается постоянным. С помощью рези-

стора R3 можно регулировать выходное напряжение.

В   качестве   регулирующего   элемента   при   малом   токе   нагрузки (не больше 0,1– 0,2 А) используются одиночные транзисторы. При больших то- ках нагрузки ставят составные и так называемые тройные составные транзисто- ры.

Такая схема обладает защитой от короткого замыкания (КЗ). При КЗ обесточивается стабилитрон VD1 и транзисторы VT1, VT2 закрываются. Защи- та от КЗ кратковременная.

На практике один из вариантов такой схемы можно встретить с резисто- ром между коллектором и эмиттером РЭ. Он необходим для нормальной рабо- ты стабилизатора при отрицательных температурах.

Эта схема блока питания магнитофона-приставки «Карат МП-201С» и, как видно, отличие состоит лишь в конденсаторах и резисторе R1. Резистором R4 подстраивают выходное напряжение. Подбирая стабилитрон VD1, можно

изменять         выходное   напряжение. При этом надо менять сопротив- ление резистора R1.

Одной из разновидностей схем такого рода является так на- зываемая   схема   с   «холодным»

коллектором. Ее отличием являет- ся то, что регулирующий транзи- стор включается в цепь общего провода,  а  не  «горячего».  А  это

значит, что изолировать транзи- стор от радиатора или радиатор от корпуса    устройства    не    надо,

чего   не   скажешь   о   схемах   на

Рис. 5.8. КСН с «холодным» коллектором

рисунках 5.6 и 5.7. В этих схемах транзисторы      выгорают,      если

забыли изолировать    коллектор.   На рис. 5.8. данная      схема и изображена

(журнала  «Радио» №12/1984).

Анализ показывает, что нет практически никаких отличий от предыдущей схемы. В качестве регулирующего, использован составной транзистор КТ827А.

Его можно легко заменить двумя – КТ815 и КТ819. Недостаток       схемы – меньший ток нагрузки, нежели у схемы на рисунке 5.7. Для такого стабилиза- тора необходим отдельный выпрямитель. Другими словами, если нужно не-

сколько стабилизаторов, то для каждого мы вынуждены будем установить свой выпрямитель. Но все регулирующие транзисторы можно поставить на один теплоотвод, не изолируя их.