Меню

Стабилизированные источники питания постоянного тока это

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Стабилизированный источник — питание — постоянный ток

Стабилизированные источники питания постоянного тока [ Разд. [2]

Стабилизированные источники питания постоянного тока характеризуются также коэффициентом фильтрации F, статическим йвых. [3]

Принципиальная схема комбинированного стабилизированного источника питания постоянного тока типа ИПС показана на фиг. Здесь стабилизация напряжения осуществляется двумя ступенями. [4]

Принципиальная схема комбинированного стабилизированного источника питания постоянного тока типа ИПС показана на фиг. [5]

Замена сухих элементов в измерительных схемах стабилизированными источниками питания постоянного тока имеет весьма большое практическое значение. Как известно, сухой элемент имеет ограниченный срок службы. Кроме того, для поддержания постоянства тока в измерительной цепи необходимо иметь нормальный элемент и специальный механизм установки рабочего тока. Применение стабилизированных источников питания постоянного тока исключает эти элементы, а вместе с ними и все присущие им недостатки и значительно упрощает эксплуатацию приборов. Стабилизированные источники питания постоянного тока имеют существенное преимущество перед сухими элементами, особенно в миниатюрных приборах, где большое значение имеют габариты источника и узлов прибора. [6]

Замена сухих элементов в измерительных схемах стабилизированными источниками питания постоянного тока имеет весьма. [7]

К недостаткам сцинтилляционных счетчиков следует отнести их сложность и необходимость применения стабилизированных источников питания постоянного тока с высокой степенью стабилизации. [9]

В качестве источника поляризующего тока используется аккумуляторная батарея напряжением 12 В или стабилизированный источник питания постоянного тока . В цепь источника тока должен быть включен регулировочный резистор для обеспечения плавной регулировки поляризующего тока. [10]

Вы только выбираете необходимые вам номинальные напряжения и ток и подсоединяете защиту на выход стабилизированного источника питания постоянного тока . Например, самые маленькие устройства такого типа, выпускаемые фирмой Lambda, рассчитаны максимум на 2 А при следующем наборе фиксированных значений напряжения: 5, 6, 12, 15, 18, 20 и 24 В. Они выпускаются в монолитном исполнении в корпусе ТО-66 ( малый металлический корпус для мощных транзисторов) и стоит 2 5 долл. Монолитные ИМС фирмы Lambda на 6 А выпускаются в корпусе ТО-3 ( большой металлический корпус для мощных транзисторов) по цене 5 долл. Выпускаются также гибридные ИМС защиты на 12, 20 и 35 А. Цены неправдоподобно низкие — при покупке небольшими партиями ИМС этих трех номиналов по току стоят всего лишь по 1 96, 2 36 и 6 08 долл. Эти схемы защиты имеют одну приятную особенность — у них высокая точность; например, 5-вольтовое устройство фирмы Lambda имеет точку срабатывания 6 6 0 2 В. [12]

По функциональному назначению источники питания можно разделить на следующие группы: нестабилизированные источники питания постоянного тока, выпрямители; стабилизированные источники питания постоянного тока , стабилизированные выпрямители, стабилизаторы напряжения постоянного тока, стабилизаторы тока; преобразователи постоянного напряжения в переменное нестабилизированное, преобразователи постоянного напряжения в переменное стабилизированное. [13]

Принципиальная схема потенциометра показана на фиг. Как видно из рисунка, прибор состоит из уравновешенной компенсационной схемы измерения с устройством дистанционной передачи показаний и устройством контроля исправности прибора, стабилизированного источника питания постоянного тока типа ИПС-113 , нулевого указателя, показывающего и записывающего устройств. Кроме того, в приборах, предназначаемых для регулирования контролируемой величины, встраиваются либо реостатный задатчик для работы в комплекте со статическим или изодром-ным регулирующим устройствами, либо релейное регулирующее устройство, не показанные на схеме. [14]

Как известно, сухой элемент имеет ограниченный срок службы. Кроме того, для поддержания постоянства тока в измерительной цепи необходимо иметь нормальный элемент и специальный механизм установки рабочего тока. Применение стабилизированных источников питания постоянного тока исключает эти элементы, а вместе с ними и все присущие им недостатки и значительно упрощает эксплуатацию приборов. Стабилизированные источники питания постоянного тока имеют существенное преимущество перед сухими элементами, особенно в миниатюрных приборах, где большое значение имеют габариты источника и узлов прибора. [15]

Источник

Стабилизированные источники питания

Стабилизированные источники питанияВся электронная аппаратура питается от источников постоянного тока. Для мобильной аппаратуры, как правило, используются аккумуляторы или гальванические батареи. Сейчас такой аппаратуры в руках и карманах предостаточно: это мобильные телефоны, фотоаппараты, планшетные компьютеры, различные измерительные приборы и еще многое другое.

Стационарная электроника, — телевизоры, компьютеры, музыкальные центры и т.п. питается от сети переменного тока с помощью блоков питания. Здесь уже ни в коем случае не обойтись батарейками или малогабаритными аккумуляторами.

Электронные устройства часто не являются самостоятельными и работающими «сами по себе». Прежде всего, это встраиваемые электронные блоки, например блок управления стиральной машиной или микроволновой печью. Но даже и в этом случае электронные блоки имеют свои отдельные блоки питания, чаще всего даже стабилизированные, и даже с защитой, что позволяет защитить как сам блок питания, так и нагрузку, т.е. подключенный блок управления.

В конструкциях разрабатываемых радиолюбителями всегда имеется блок питания, если, конечно, эта конструкция доведена до конца, а не заброшена на полдороги. К сожалению, такое случается достаточно часто. Но в общем случае конструирование какой-либо схемы состоит из нескольких этапов.

Среди них разработка принципиальной схемы, а также сборка и отладка ее на макетной плате. И только после получения требуемых результатов на макетке, приступают к разработке капитальной конструкции. Вот тогда разрабатывают монтажные платы, корпус и блок питания.

В процессе опытов на макетной плате чаще всего используются так называемые лабораторные блоки питания. Один и тот же блок приходится использовать для наладки самых различных конструкций, поэтому он должен обладать широкими возможностями.

Как правило, это блок с регулированием выходного напряжения, и обеспечивающий достаточный ток. Иногда блок питания выдает несколько напряжений, такие блоки называют многоканальными. Примером может служить обычный компьютерный блок питания или двухполярный источник для мощного УМЗЧ.

Когда блок питания рассчитан на одно фиксированное напряжение, например 5В, то совсем неплохо предусмотреть защиту от превышения выходного напряжения: если пробило выходной транзистор стабилизатора, то может пострадать схема, которая от него питается.

Хотя такая защита не очень сложна, всего несколько деталей, в промышленных схемах ее почему-то не делают, и она встречается только в радиолюбительских конструкциях, да и то не во всех. Но, тем не менее, такие схемы защиты есть.

Если внимательно посмотреть на устройства – потребители, то можно заметить, что все электронные устройства питаются напряжениями из стандартного ряда. Это, прежде всего, 5, 9, 12, 15, 24В. Исходя из этих значений, выпускается целый ряд интегральных стабилизаторов с фиксированными напряжениями.

Читайте также:  Идеальному источнику тока с эдс 3 вольта подключили конденсатор емкостью 1 мкф

По внешнему виду эти стабилизаторы напоминают обычный транзистор в корпусе TO-220 (похожий на КТ819) либо в корпусе D-PAK для поверхностного монтажа. Выходное напряжение имеет значения 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24V. Эти напряжения отражаются прямо в маркировке стабилизаторов нанесенной на корпус прибора. Примерно это может выглядеть так: MC78XX или LM78XX.

В даташитах написано, что это трехвыводные стабилизаторы с фиксированным напряжением, как показано на рисунке 1.

Стабилизированные источники питания

Схема включения предельно проста: запаяли всего три ноги и получили стабилизатор с требуемым напряжением и выходным током от 1…2А. В зависимости от конкретно взятого стабилизатора токи меняются, на что следует обратить внимание в документации. Кроме этого интегральные стабилизаторы имеют встроенную защиту от перегрева и защиту по току.

Первые две буквы указывают фирму производителя, а вторые XX заменяются цифрами, показывающими напряжение стабилизации, иногда первые две буквы заменяются одной…тремя или вовсе не указываются. Например, MC7805 обозначает стабилизатор с фиксированным напряжением 5В, а MC7812 то же, но с напряжением на выходе 12В.

Кроме стабилизаторов с фиксированными напряжениями в интегральном исполнении существуют регулируемые стабилизаторы, например LT317A, типовая схема включения которого показана на рисунке 2. Там же указаны и пределы регулировки напряжения.

Типовая схема включения регулируемого стабилизатора LT317A

Рисунок 2. Типовая схема включения регулируемого стабилизатора LT317A

Иногда просто нет под рукой регулируемого стабилизатора, как же решить эту проблему, можно ли обойтись без него? Ну, надо вот напряжение 7,5В и все тут! Оказывается, что из стабилизатора с фиксированным напряжением легко получается регулируемый. Подобная схема включения показана на рисунке 3.

Схема регулируемого стабилизатора

Диапазон регулировки в этом случае начинается от фиксированного напряжения примененного стабилизатора и ограничивается лишь величиной входного напряжения, естественно, за вычетом минимального падения напряжения на регулирующем транзисторе стабилизатора.

Если не требуется регулировки напряжения, а просто вместо 5В требуется получить, например 10, достаточно просто убрать транзистор VT1 и все, что с ним связано, а вместо него включить стабилитрон с напряжением стабилизации 5В. Естественно, что стабилитрон включается в непроводящем направлении: анод подключается к минусовой шине питания, а катод к 8 (2) выводу стабилизатора.

Заслуживает внимания нумерация выводов трехногого корпуса, показанная на рис.3, а именно: 17, 8, 2! Откуда она взялась, кто ее придумал – непонятно. Наверно, это снова происки наших разработчиков, чтобы «ихние» не догадались! Но такая цоколевка применяется, и с этим приходится мириться.

После того, как были рассмотрены интегральные стабилизаторы можно перейти к изготовлению блоков питания на их основе. Для этого необходимо только найти подходящий трансформатор, дополнить его диодным мостом с электролитическим конденсатором, и все это собрать в подходящем корпусе.

Лабораторный блок питания

Приступая к разработке лабораторного блока питания, следует определиться с его элементной базой, или, попросту говоря, из чего будем его делать. Проще всего желаемый блок собрать на микросхеме LT317A или ее отечественном аналоге КР142ЕН12А(Б) — регулируемые стабилизаторы напряжения.

Вернемся к рисунку 2. Там указано, что диапазон регулировки напряжения 1,25…25В. Предельно допустимое значение этого параметра до 1,25…37В, при входном напряжении 45В. Это предельно допустимое напряжение, поэтому лучше ограничиться 25 вольтовым диапазоном регулирования.

За максимальным током (1,5А) тоже лучше не гнаться, поэтому будем исходить из расчета хотя бы на один ампер, что как раз составляет 75%. Как никак запас прочности должен быть всегда. Поэтому для подобного блока питания понадобится выпрямитель с напряжением не менее 30…33В и током до 1А.

C хема выпрямителя показана на рисунке 4. В случае, если потребляемый ток более одного ампера, стабилизатор следует дополнить внешними мощными транзисторами. Но это уже другая схема.

Схема выпрямителя

Рисунок 4. Схема выпрямителя

Расчет выпрямителя и трансформатора

Прежде всего, следует подобрать диоды выпрямительного моста, их прямой ток тоже должен быть не менее 1А, а лучше, если хотя бы 2А или больше. Здесь вполне подойдут диоды 1N5408 с прямым током 3А и обратным напряжением 1000В. Подойдут также отечественные диоды КД226 с любым буквенным индексом.

Электролитический конденсатор фильтра также можно просто подобрать, пользуясь практическими рекомендациями: на каждый ампер выходного тока одна тысяча микрофарад. Если мы планируем ток не более 1А, то подойдет конденсатор емкостью 1000µF. Электролитические конденсаторы, в отличие от керамических, не выносят повышенных напряжений, поэтому в схемах всегда указывают их рабочее напряжение, которое должно быть выше реального в данной цепи.

Для проектируемого блока питания понадобится конденсатор 1000µF * 50V. Ничего плохого не произойдет, если емкость конденсатора будет не 1000, а 1500…2000µF. Собственно выпрямитель уже сконструирован. Теперь, как говорится, дело за малым: осталось рассчитать трансформатор.

Прежде всего, следует определить мощность трансформатора. Это делается с учетом мощности нагрузки. Если выходной ток стабилизатора принять 1А, а входное напряжение стабилизатора 32В, то мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора P = U * I = 32 * 1 = 32Вт.

Какой потребуется трансформатор при такой мощности вторичной цепи? Все зависит от КПД трансформатора, чем больше габаритная мощность, тем выше КПД. На этот параметр влияет также качество и конструкция трансформаторного железа. Приблизительно определиться с этим вопросом поможет таблица, показанная на рисунке 5.

Чтобы узнать габаритную мощность трансформатора надо мощность во вторичной обмотке разделить на КПД трансформатора. Предположим, что в нашем распоряжении имеется обычный трансформатор с Ш – образным железом, обозначенный в таблице как «броневой штампованный». Расчетная мощность проектируемого блока питания 32Вт, тогда мощность трансформатора 32 / 0,8 = 40Вт.

Как было написано чуть выше, для разрабатываемого блока питания требуется постоянное напряжение 30…33В. Тогда напряжение вторичной обмотки трансформатора составит 33 / 1,41 = 23,404В.

Это позволяет выбрать стандартный трансформатор с напряжением вторичной обмотки на холостом ходу 24В.

Чтобы не усложнять расчетов здесь не учитывается падение напряжения на диодах моста и на активном сопротивлении вторичной обмотки. Достаточно лишь сказать, что при токе в 1А диаметр провода вторичной обмотки обычно принимается не менее 0,6мм.

Такой трансформатор можно подобрать из унифицированных трансформаторов серии ТПП. Мощность трансформатора может быть и больше 40Вт это только улучшит надежность блока питания, хотя несколько увеличит его вес. Если трансформатор ТПП приобрести не удалось, то можно просто перемотать вторичную обмотку трансформатора подходящей мощности.

Если потребуется двухполярный регулируемый блок питания, то его можно собрать по схеме, показанной на рисунке 6. Для этого понадобится стабилизатор напряжения отрицательной полярности КР142ЕН18А или LM337. Схема его включения очень похожа на КР142ЕН12А.

Читайте также:  Применение закона био савара лапласа для расчета магнитного поля в центре кругового витка с током

Схема двухполярного регулируемого блока питания

Рисунок 6. Схема двухполярного регулируемого блока питания

Совершенно очевидно, что для питания такого стабилизатора понадобится и двухполярный выпрямитель. Проще всего это делается на трансформаторе со средней точкой и диодном мосте, как показано на рисунке 7.

Схема двухполярного выпрямителя

Рисунок 7. Схема двухполярного выпрямителя

Конструкция блока питания произвольная. Собственно выпрямитель и плату стабилизаторов можно собрать на отдельных платах или на одной. Микросхемы следует установить на радиаторы площадью не менее 100 квадратных сантиметров. Если хочется уменьшить размеры радиаторов можно применить принудительное охлаждение с помощью небольших компьютерных кулеров, коих сейчас в продаже предостаточно.

Несколько улучшенная схема включения стабилизатора показана на рисунке 8.

Типовая схема включения КР142ЕН12А

Рисунок 8. Типовая схема включения КР142ЕН12А

Диоды VD1, VD2 защитные типа 1N4007 предназначены для защиты микросхемы от пробоя в случае, когда напряжение на выходе превысит напряжение на входе. Такая ситуация может произойти при выключении микросхемы. Поэтому емкость электролитического конденсатора C2 не должна быть больше, чем емкость электролитического конденсатора на выходе диодного моста.

Конденсатор Cadj, подключенный к регулирующему выводу значительно снижает пульсации на выходе стабилизатора. Его емкость обычно несколько десятков микрофарад.

В конструкции блока питания желательно предусмотреть встроенные вольтметр и амперметр, лучше электронные, которые продаются в интернет-магазинах. Вот только цены у них кусаются, поэтому поначалу лучше обойтись без них, а требуемое напряжение установить с помощью мультиметра.

Источник

Стабилизаторы тока. Виды и устройство. Работа и применение

Стабилизаторы тока предназначены для стабилизации тока на нагрузке. Напряжение на нагрузке зависит от его сопротивления. Стабилизаторы необходимы для функционирования различных электронных приборов, например газоразрядные лампы.

Для качественного заряда аккумуляторов также необходимы стабилизаторы тока. Они используются в микросхемах для настройки тока каскадов преобразования и усиления. В микросхемах они играют роль генератора тока. В электрических цепях всегда есть разного рода помехи. Они отрицательно влияют на действие приборов и электрических устройств. С такой проблемой легко справляются стабилизаторы тока.

Отличительной чертой стабилизаторов тока является их значительное выходное сопротивление. Это дает возможность исключить влияние напряжения на входе, и сопротивления нагрузки, на значение тока на выходе устройства. Стабилизаторы тока поддерживают выходной ток в определенных пределах, меняя при этом напряжение таким образом, что ток, протекающий по нагрузке, остается постоянным.

Устройство и принцип действия

На нестабильность нагрузочного тока влияет значение сопротивления и напряжения на входе. Пример: в котором сопротивление нагрузки постоянно, а напряжение на входе повышается. Ток нагрузки при этом также возрастает.

Ustroistvo i printsip deistviia

В результате этого повысится ток и напряжение на сопротивлениях R1 и R2. Напряжение стабилитрона станет равным сумме напряжений сопротивлений R1, R2 и на переходе VT1 база-эмиттер: Uvd1=UR1+UR2+UVT1(б/э)

Напряжение на VD1 не меняется при меняющемся входном напряжении. Вследствие этого ток на переходе база-эмиттер снизится, и повысится сопротивление между клеммами эмиттер-коллектор. Сила тока на переходе коллектор-эмиттере и нагрузочное сопротивление станет снижаться, то есть переходить к первоначальной величине. Так выполняется выравнивание тока и поддержание его на одном уровне.

Виды стабилизаторов тока

Существует множество разных видов стабилизаторов в зависимости от их назначения и принципа работы. Рассмотрим подробнее основные из таких устройств.

Стабилизаторы на резисторе

В элементарном случае генератором тока может быть схема, состоящая из блока питания и сопротивления. Подобная схема часто используется для подключения светодиода, выполняющего функцию индикатора.

Stabilizator na rezistore

Из недостатков такой схемы можно отметить необходимость использования высоковольтного источника. Только при таком условии можно использовать резистор, имеющий высокое сопротивление, и получить хорошую стабильность тока. На сопротивлении рассеивается мощность P = I 2 х R.

Стабилизаторы на транзисторах

Значительно лучше функционируют стабилизаторы тока, собранные на транзисторах.

Stabilizator toka na tranzistore

Можно выполнить настройку падения напряжения таким образом, что оно будет очень маленьким. Это дает возможность снижения потерь при хорошей стабильности тока на выходе. На выходе транзистора сопротивление очень большое. Такая схема применяется для подключения светодиодов или зарядки аккумуляторных батарей малой мощности.

Напряжение на транзисторе определяется стабилитроном VD1. R2 играет роль датчика тока и обуславливает ток на выходе стабилизатора. При увеличении тока падение напряжения на этом резисторе становится больше. Напряжение поступает на эмиттер транзистора. В итоге напряжение на переходе база-эмиттер, которое равно разности напряжения базы и эмиттерного напряжения, снижается, и ток возвращается к заданной величине.

Схема токового зеркала

Аналогично функционируют генераторы тока. Популярной схемой таких генераторов является «токовое зеркало», в которой вместо стабилитрона применяется биполярный транзистор, а точнее, эмиттерный переход. Вместо сопротивления R2 применяется сопротивление эмиттера.

Stabilizator toka zerkalo

Стабилизаторы тока на полевике

Схема с применением полевых транзисторов более простая.

Stabilizator toka na polevike

Нагрузочный ток проходит через R1. Ток в цепи: «+» источника напряжения, сток-затвор VТ1, нагрузочное сопротивление, отрицательный полюс источника – очень незначительный, так как сток-затвор имеет смещение в обратную сторону.

Напряжение на R1 положительное: слева «-», справа напряжение равно напряжению правого плеча сопротивления. Поэтому напряжение затвора относительно истока минусовое. При снижении нагрузочного сопротивления, ток повышается. Поэтому напряжение затвора по сравнению с истоком имеет еще большую разницу. Вследствие этого транзистор закрывается сильнее.

При большем закрытии транзистора нагрузочный ток снизится, и возвратится к начальной величине.

Устройства на микросхеме

В прошлых схемах имеются элементы сравнения и регулировки. Аналогичная структура схемы применяется при проектировании устройств, выравнивающих напряжение. Отличие устройств, стабилизирующих ток и напряжение, заключается в том, что в цепь обратной связи сигнал приходит от датчика тока, который подключен к цепи нагрузочного тока. Поэтому для создания стабилизаторов тока используют популярные микросхемы 142 ЕН 5 или LМ 317.

Stabilizatory toka LМ 317

Здесь роль датчика тока играет сопротивление R1, на котором стабилизатор поддерживает постоянное напряжение и нагрузочный ток. Величина сопротивления датчика значительно ниже, чем нагрузочное сопротивление. Снижение напряжения на датчике влияет на напряжение выхода стабилизатора. Подобная схема хорошо сочетается с зарядными устройствами, светодиодами.

Импульсный стабилизатор

Высокий КПД имеют импульсные стабилизаторы, выполненные на основе ключей. Они способны при незначительном напряжении входа создавать высокое напряжение на потребителе. Такая схема собрана на микросхеме МАХ 771.

Impulsnyi stabilizator

Сопротивления R1 и R2 играют роль делителей напряжения на выходе микросхемы. Если напряжение на выходе микросхемы становится выше опорного значения, то микросхема снижает выходное напряжение, и наоборот.

Читайте также:  Укажите номинальное напряжение постоянного тока электропитания устройств сцб для релейной аппаратуры

Если схему изменить таким образом, чтобы микросхема реагировала и регулировала ток на выходе, то получится стабилизированный источник тока.

Impulsnyi stabilizator 2

При падении напряжения на R3 ниже 1,5 В, схема работает в качестве стабилизатора напряжения. Как только нагрузочный ток повышается до определенного уровня, то на резисторе R3 падение напряжения становится больше, и схема действует как стабилизатор тока.

Сопротивление R8 подключается по схеме тогда, когда напряжение становится выше 16,5 В. Сопротивление R3 задает ток. Отрицательным моментом этой схемы можно отметить значительное падение напряжения на токоизмерительном сопротивлении R3. Эту проблему можно решить путем подключения операционного усилителя для усиления сигнала с сопротивления R3.

Стабилизаторы тока для светодиодов

Изготовить такое устройство самостоятельно можно с применением микросхемы LМ 317. Для этого останется только подобрать резистор. Питание для стабилизатора целесообразно применять следующее:

  • Блок от принтера на 32 В.
  • Блок от ноутбука на 19 В.
  • Любой блок питания на 12 В.

Stabilizatory toka dlia svetodiodov

Достоинством такого устройства является низкая стоимость, простота конструкции, повышенная надежность. Сложную схему нет смысла собирать самостоятельно, проще ее приобрести.

Источник



Стабилизированные источники питания

Стабилизированный источник питания на 12 вольт . Принципиальная электрическая схема источника питания приведена на Рис.1. На входе схемы переменное напряжение сети, пониженное трансформатором до 18 вольт, выпрямляется однофазным мостовым выпрямителем в постоянное напряжение, пульсации которого сглаживаются П-образным С1R1C2 фильтром. Благодаря большой ёмкости этих конденсаторов постоянное напряжение на конденсаторе С2, то есть на входе стабилизатора напряжения, достигает 15 – 20 В.

Принцип действия стабилизатора напряжения основан на включении в выходную цепь выпрямителя последовательно с нагрузкой регулирующего составного транзистора VT1-VT2, сопротивление которого изменяется в зависимости от изменения величины напряжения рассогласования между базой и эмиттером транзистора VT3, который работает как однокаскадный УПТ с отрицательной обратной связью. Так как эмиттер транзистора VT3 соединён с выходной цепью стабилизатора через стабилитрон VD1, то все колебания выходного напряжения будут почти полностью передаваться на резистор R4, то есть на эмиттер транзистора VT3, но в тоже время лишь частично на резистор R7 и нижнюю часть переменного резистора R6 делителя напряжения R5, R6, R7, то есть на базу этого же транзистора.

Следовательно, при любом изменении величины выходного напряжения, то есть напряжения на нагрузке, появившееся приращение напряжения рассогласования между базой и эмиттером транзистора VT3 вызовет соответствующее изменение базового и коллекторного токов. Если, например, выходное напряжение увеличится, то в результате действия отрицательной обратной связи напряжение база – эмиттер транзистора VT3 станет менее положительным, его коллекторный ток уменьшится, что вызовет уменьшение падения напряжения на резисторе R2, которое является напряжением смещения на базе составного транзистора V1 – V2. При этом уменьшится и его выходной ток, но увеличится внутреннее сопротивление и падение напряжения на нём, чем компенсируется увеличившееся выходное напряжение стабилизатора. Аналогично действует процесс стабилизации выходного напряжения и при некотором его уменьшении, вызванном или колебанием напряжения питающей сети, или изменением температурных условий.
Величина выходного напряжения устанавливается резистором R6. В случае короткого замыкания на выходе стабилизатора все транзисторы почти мгновенно запираются, надёжно защищая стабилизатор и выпрямитель от появления токовой перегрузки. Резистор R3, подключённый параллельно транзистору VT1, пропуская через себя часть выходного тока выпрямителя, обеспечивает включение схемы в режим стабилизации и одновременно уменьшает выходную мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора VT1, повышая его надёжность.
Стабилизированные источники питания на 15 В и на 27 В . ( на Рис.2, 3 ). Схема выпрямителя на 15 В. рассчитана на ток нагрузки до 0,5 А, а схема на 27 В – ток до 1 А.

Эти стабилизированные источники питания, в схемах стабилизаторов компенсационного типа которых используются микросхемы К140УД1А, обеспечивают большой коэффициент стабилизации. Схема на Рис.2 ( 15 В ) источника питания при изменении входного напряжения на ±10% имеет Кстаб. ≥ 4000, вторая схема ( Рис.2, 27 В. ) – Кстаб. ≥ 20000. Очень низкое выходное сопротивление стабилизаторов составляет около 0,001 Ом; КПД первой схемы стабилизатора составляет около 60%, а второй – около 70%. Коэффициенты подавления пульсаций напряжения с частотой 100 Гц у первой схемы более 5000, а у второй – более 50000, что даёт возможность ограничится только емкостным сглаживающим фильтром, исключив дроссель фильтра L, который показан на схеме.


Стабилитрон VD5 в первой схеме, и VD7-VD8во второй, соединённые последовательно с полевым транзистором VT3, включены параллельно выходу стабилизатора, что повышает стабильность опорного напряжения, подаваемого на инвертирующий вход микросхемы операционного усилителя К140УД1А, работающего в качестве усилителя постоянного тока ( УПТ ), с отрицательной обратной связью. Полевой транзистор VT3 с n-каналом, включённый при короткозамкнутых выводах затвора и истока, имея большое дифференциальное сопротивление, обеспечивает необходимую величину тока ( около 10 мА ), протекающего через стабилитроны VD5 и VD7 + VD8.

Напряжение, снимаемое с резисторов R5 и R6 ( Рис.2 ) и с резисторов R6 и R7 ( Рис.3 ), подаётся на неинвертирующий вход микросхемы ОУ. Поэтому благодаря малому дифференциальному сопротивлению стабилитронов VD5 и VD7 + VD8 и очень большому дифференциальному сопротивлению полевого транзистора VT3, включённому в цепь отрицательной обратной связи, увеличение или уменьшение выходного напряжения от номинального значения вызывает соответствующее приращение напряжение на неинвертирующем входе ОУ, которое всегда превышает приращение напряжение на инвертирующем входе ОУ. Вследствие этого напряжение на выходе ОУ ( вывод 5 ) при увеличении выходного напряжения стабилизатора уменьшается, и наоборот.

Выходное напряжение операционного усилителя, подаваемое через резистор R2 на базу транзистора VT2, управляет величиной его коллекторного тока, протекающего через резистор R1.
В обеих схемах стабилизаторов напряжения включение в регулируемую цепь двух разноструктурных транзисторов VT1 и VT2 благодаря наличию отрицательной обратной связи между ними обеспечивает получения очень низкого выходного сопротивления регулирующего элемента. При этом выход ОУ ( вывод 5 ) соединён с нагрузкой через резистор R2 и один эмиттерный переход транзистора VT2, обладающий малым сопротивлением.
К выводу 12 микросхемы подключается корректирующая RC-цепочка, улучшающая устойчивость УПТ к самовозбуждению. При помощи резистора R6 можно регулировать величину выходного напряжения стабилизатора в пределах до ± 1 вольт.

В.С. Майоров, С. В. Майоров “УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТрОЙСТВА НА ЛАМПАХ, ТРАНЗИСТОРАХ И МИКРОСХЕМАХ”, Москва, “Искусство”, 1982, стр. 156-160.

Источник