Стабілізатор на ОП з опорним стабілітроном

 

На рис. 5.12,б елемент, що задає Uon, замінений на стабілітрон і резистор зсуву R, величину якого визначають зі співвідношення (5.4). Щоб стабілітрон працював в області пробою, на контакті 6 ОП завжди повинна бути трохи вища напруга ніж на контакті 3.

Напруга на контакті 7 (завжди повинна бути приблизно на 2 В вища напруги на контакті 6, щоб уникнути насичення операційного підсилювача. Ця різниця в 2 В між мінімальною напругою нестабілізованого джерела живлення Uнест.мін і напругою на виході стабілізатора Uвих настільки важлива, що для всіх інтегральних стабілізованих джерел живлення вона визначається спеціальним терміном: мінімальна різницева напруга вхід-вихід.

 

Стабілізатор на ОП з потужним струмовим виходом

 

Прохідний транзистор

 

Стабілізатор на ОП за схемою рис. 5.12 здатний видавати в навантаження струм не більший за 5 мА. Додавши в цю схему прохідний транзистор (рис. 5.13,а), ми розширимо діапазон струму навантаження приблизно в 100 разів, тобто до 0.5 А.

Щоб подивитися, як це відбувається, припустимо, що Uвих встановлено на рівні 15 В у відповідності з рівнянням (5.5). Нехай тепер Rh=30 Ом, так що струм навантаження Iн=Uвих/Rн= 15/30 = 0.5 А. Цей струм віддає в навантаження — емітер (Е) — прохідного транзистора. Якщо транзистор має β (коефіцієнт підсилення по струму), рівний 100, то в базу транзистора потрібно подавати струм Ін / β = 500/100 = 5 мА. Операційний підсилювач може віддати з свого вихідного контакту (контакт 10) у базу (Б) струм, рівний 5 мА.

 

a

 

 

б

 

а- принцип дії стабілізатора,

б – практична схема

 

Рисунок 5.12 - Схема стабілізованого джерела живлення на ОП

 

Зміни нестабілізованої напруги Uнест в результаті пульсацій чи через погану стабільність постійної напруги виділяються на колекторному переході прохідного транзистора. Прохідний транзистор варто поставити на радіатор, здатний розсіяти потужність:

(5.6)

 

 

а б

 

а – схема стабілізатора,

б – складений транзистор (підсилювач струму)

 

Рисунок 5.13 - Збільшення віддачі по струму стабілізатора напруги на ОП

 

Складений транзистор

 

Прохідний транзистор у схемі рис. 5.13,а можна замінити складеним транзистором, ще збільшивши здатність стабілізатора віддавати струм в навантаження (навантажувальну здатність). З рис. 5.13,а видно, що ОП може віддати в базу першого транзистора складеної пари струм до 5 мА. Струм з емітера цього транзистора, підсилений в 100 разів і рівний 0,5 А, надходить у базу потужного транзистора. Підсилення по струму цього транзистора дозволяє одержати в колі емітера (тобто в колі навантаження) струм понад 1 А. На практиці потужність, що розсіюється на потужному транзисторі, обмежує струм навантаження декількома амперами. Для одержання великих струмів навантаження ми повинні підключити паралельно потужному транзисторові додатково ще декілька транзисторів.

 

Контрольні запитання до теми «ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ»

 

1. Що таке джерело живлення?

2. Які бувають джерела живлення?

3. Що таке і як працює стабілізатор напруги?

4. Що таке і як працює нестабілізоване джерело живлення?

5. Як краще застосувати трансформатор при виборі типу джерела живлення?

6. Що таке випростовувач і як він працює на прикладі діода?

7. Як працює мостовий випростовувач?

8. Що таке пульсація напруги і як її зменшити?

9. Як визначається коефіцієнт стабілізації? Пояснити графічно та аналітично.

10. Як впливає струм навантаження на роботу нестабілізованого джерела живлення?

11. Яку роль у блоці живлення виконує конденсатор фільтра?

12. Як залежить якість фільтрації напруги від ємності фільтруючого конденсатора?

13. Що таке біполярне джерело живлення і як вого працює?

14. Як працює джерело живлення з середньою точкою?

15. Як працює джерело живлення з двома позитивними чи негативними вихідними напругами?

16. В чому перевага джерел з двома номіналами напруг?

17. Для чого у джерелі живлення застосовується силовий транзистор?

18. Пояснити роботу складеного транзистора.

19. Пояснити, як проектується мережеве джерело живлення для ЗВТ.

20. Як живляться переносні (мобільні) ЗВТ?

21. Чи зберігаються характеристики блока живлення, коли змінна напруга має несинусоїдальну форму?

22. Чи впливає трансформаторне джерело живлення на роботу чутливих схем ЗВТ?

23. Як залежить рівень пульсацій напруги від ємності фільтруючого конденсатора?

24. Чи змінюються характеристики джерела живлення від зміни потужності навантаження?

Л Е К Ц І Я № 10

 

Т Е М А 6: Активні фільтри