Существующие стабилизаторы на выходные напряжения 0,2-6,3 В, построенные по схемам с непрерывным регулированием, крайне неэкономичны, так как потери в регулирующем транзисторе и в источниках эталонного напряжения могут быть во много раз больше отдаваемой стабилизатором мощности.
В транзисторных стабилизаторах непрерывного типа, кроме отмеченных выше недостатков, касающихся регулирующих элементов, имеются и недостатки, относящиеся к усилительным и измерительным элементам. Транзисторные усилители постоянного тока обладают значительным временным и температурным дрейфами, что в значительной степени усложняет схему стабилизатора напряжения .
На рис.1 показана простейшая схема стабилизатора милливольтовых напряжений с токами нагрузки от единиц миллиампер до нескольких сотен миллиампер.
Стабилизатор работает следующим образом. При подаче питающего напряжения через резистор R2, переход эмиттер-база транзистора VT2 и резистор R3 начинает протекать ток, являющийся входным сигналом составного транзистора VT1, VT2. Этот ток, предварительно усиленный транзистором VT2, протекая через переход эмиттер-база проходного транзистора VT1, выводит его в область, близкую к насыщению. В результате этого напряжение на выходе стабилизатора возрастает до значения, близкого к номинальному.
Однако, как только выходное напряжение достигает этого значения, начинает работать релаксационный генератор, состоящий из туннельного диода VD2, дросселя L1 и резистора R6. Прямоугольные импульсы высокой частоты (рис.2,а), вырабатываемые генератором, через разделительный диод VD1 подаются на вход интегрирующего усилителя, состоящего из транзистора VT3, резисторов R3 и R5 и конденсатора C1.
Амплитуда генерируемых импульсов значительно превышает минимальное значение, при котором генератор запускается, и вполне достаточна для того, чтобы перевести транзистор VT3 в область насыщения. В результате рабочая точка на характеристике транзистора VT2 переместится из области насыщения в область отсечки, ток коллектора транзистора VT1 резко упадет до нуля и напряжение на выходе стабилизатора начнет уменьшаться с постоянной времени, равной Rн R6 C2 / (Rн + R6). При снижении этого напряжения до некоторого минимального значения произойдет срыв генерации релаксационного генератора (рис.2,б) и рабочая точка на характеристике транзистора VT2 вновь возвратится в область, близкую к насыщению, что приведет к увеличению напряжения на выходе стабилизатора. Таким образом, в процессе работы напряжение на выходе стабилизатора будет колебаться около некоторого, заранее выбранного значения, величину которого можно устанавливать потенциометром R6.
Конденсатор обратной связи С1 обеспечивает интегрирование пачек импульсов, вырабатываемых генератором, и на вход регулирующего составного транзистора VT2, VT1 поступает импульс (рис.2,в), ширина которого зависит от длительности работы генератора, следовательно, и от величины дестабилизирующих факторов, воздействующих на измерительный VD2 элемент. Резисторы R7 и R8 обеспечивают уменьшение времени формирования отрицательного фронта импульса в момент выключения транзистора VT1. Конденсатор C2 служит для сглаживания пульсаций выходного напряжения стабилизатора.
Стабилизатор работает от напряжения Евх = 3 ±0,3 В при температуре окружающей среды от -10 до +50 °С и имеет следующие показатели: при Uвых = 0,25 В, Iн = 0…0,1 А нестабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки (DUвых)f = 1 мВ (0,4%); нестабильность выходного напряжения при изменении питающего напряжения (DUвых)U = 0,1 мВ (0,04%); нестабильность выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды (DUвых)t = 1 мВ (0,4%); пульсация выходного напряжения DUвых = 1 мВ (0,4%).
DUвых — читать как дельта Uвых *
Загрузка...