Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [ 110 ] [111] [112]

\Ъ схемы видно, что ток эмиттера

Подставляя это выражение в формулу (18.15), получим

(18.16)

(18.17)

откуда следует, что если напряжения на стабилитроне и на переходе эмиттер - база транзистора изменяются под воздействием дестабилизирующих факторов одинаково, то ток коллектора будет стабилизирован. Для этого, в частности, TKt/ стабилитрона Д и перехода эмиттер - база транзистора Т должны быть равны, а резистор должен обладать минимальной величиной температурного коэффициента сопротивления.

Стабилизатор работает так. Допустим, что по той пли иной причине ток эмиттера транзистора возрос. Тогда на резисторе Уэ увеличивается падение напряжений, которое прикладывается через стабилитрон, напряжение на котором неизменно, к участку эмиттер - база (плюс на эмиттере, минус на базе). Такая полярность напряжения для транзистора типа/г - р - п приводит к увеличению сопротивления транзистора и восстановлению прежнего значения эмиттерного тока. При незначительной величине /б, ток коллектора /к = также останется неизменным.

Рис. 18.8. Транзисторный стабилизатор тока.

18.6. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Преобразователи постоянного напряжения используются как экономичные и компактные источники высокого напряжения для питания самых разнообразных электронных устройств, главным образом переносных н миниатюрных. К таким устройствам можно отнести портативные телевизоры, осциллографы, счетчики заряженных частиц, радиопередатчики и т. п. Мощность, получаемая от современных преобразователей напряжения, лежит в пределах от единиц до нескольких сотен ватт.

До недавнего времени для преобразования напряжения применялись главным образом вибропреобразователи и умформеры. Однако эти устройства обладали рядом существенных недостатков: невысокой надежностью, малым сроком службы, низким к. п. д., большой массой н т. д. Указанные недостатки значительно снижали эксплуатационно-технические показатели той аппаратуры, в которой они применялись.

С помощью транзисторов оказалось возможным создать преобразователи постоянного напряжения, обладающие большими преимуществами перед электромеханическими преобразователями. Важнейшими



из этих преимуществ являются: 1) более высокая надежность и больший срок службы из-за отсутствия механических контактов; 2) более высокий к. п. д. {порядка 70-90%); 3) возможность осуществлять преобразование на частотах от нескольких сотен герц до 10-20 кГц, что позволяет существепио уменьшить размеры и массу трансформаторов и фильтров; 4) более высокая устойчивость к тряске и вибрации; 5) практически полное отсутствие акустических помех.

Существуют различные схемы преобразователей напряжения па транзисторах. Однако все они строятся по структурной схеме, при-

Истояник ппстойнаого напряленая

Автогенератор

Быпрямг-Гпель -:

Фалитр

Нагрузка

Рггс, iS.9, Структурная схта транзисторного преобразователя постоянного напряжения.

веденной на рис. 18.9. Основным элементом схемы любого транзисторного преобразователя является автогенератор, который, получая энергию от источ1Н[ка постоянного наиряжения, вырабатывает переменное напряжение с требуемой амплитудой. Полученное переменное напряжение обычгшм путем выпрямляется и после ссответствую-щей фильтрации поступает к нагрузке в виде выпрямленного напряжения необходимой величины.

На рис. 18.10 приведена наиболее распространенная двухтактная схема транзисторного преобразователя постоянного напряжения.



Рис, 18.10. Двухтактная схема транзисторного преобразователя постоянного напряжения.

Автогенератор состоит из двух транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером, и трансформатора, имеющего коллекторную 1к. базовую Wb и выходную 11вых обмотки. Сердечник трансформатора выполнен из материала с прямоугольной петлей гистерезиса. Делитель напряжения R1R2 служит для запуска преобразователя при включении питающего напряжения Е. В этом случае на сопротивлении R1, шунтированном конденсатором С, появляется небольшое отрицательное напряжение (порядка 0,5 В), которое прикладывается к базам транзисторов, вызывая отпирание какого-либо из них.

Допустим, что в некоторый момент времени открыт транзистор Т1, тогда напряжение Е (за вычетом небольшого падения напряжения



на участке эмиттер - коллектор открытого транзистора) окажется приложенным к половине коллекторной обмотки wk, и будет создавать на ней и на других обмотках э. д. с. с полярностью, указанной на схеме рнс. 18.10 (знаки даны без скобок). При этом э. д. с. базовой обмотки We создает на базе транзистора Т1 отрицательное напряжение по отношению к эмиттеру, а э. д. с. обмотки Wb б этот момент создает на базе транзистора Т2 положительное напряжение ио отношению к эмиттеру. Следовательно, в то время, когда транзистор TI открыт, транзистор Т2 заперт. Транзистор Т1 будет открыт до тех пор, пока магнитный поток в сердечнике трансформатора не достигнет величины насыщения. Так как в этот момент скорость изменения магнит-1юг0 потока становится равной нулю (или очень малой), то э. д. с. во всех обмотках трансформатора также станет близкой к нулю. Происходящее при этом резкое уменьшение токов в обмотках вызывает появление в обмотках э. д. с. спротивоположной полярностью (знаки в скобках на рнс. 18.10). Теперь базовая обмотка 11б создает па базе транзистора Т2 отрицательное напряжение но отношению к эмиттеру, что приводит к отпиранию этого транзистора и возникновению тока в коллекторной обмотке в направлении, указанном пунктирной стрелкой. При этом возрастает э. д. с. базовой oб:;oтки IFb, что приводит к дальнейшему увеличению коллекторного тока и т. д. Процесс протекает лавинообразно и очень быстро приводит транзистор Т2 в режим насыщения. В результате этого процесса почти все напряжение £" окажется приложенным к половине коллекторной обмотки Ш. Таким образом, с помощью двух транзисторов осуществляется коммутация тока в коллекторной обмотке трансформатора, а напряжение на каждой половине обмотки имеет практически прямоугольную форму.

Возникшие на первичной обмотке трансформатора колебания напряжения трансформируются во вторичную (повышающую) обмотку и после выпрямления создают па нагрузке выходное постоянное напряжение заданной величины.

Контрольные вопросы и упражнения

1. Объясните назначение стабилизаторов напряжения и тока в схемах источип-коа питания.

2. В чем состоит различие между стабилизаторами напряжения параметрнче-сксго и компенсационного тина?

3. Составьте схемы параметрических стабилизаторов постоянного напряжен1;я на газонаполненном и кремниевом стабилитронах. Объясните принцип действия схем, назначение элементов.

4. С какой целью в схемах компенсационных стабилизаторов напряжентгя используют источник опорного напряжения?

5. Объясните принцип построения структурных схем последовательного и параллельного стабилизаторов компенсационного типа.

6. Найдите коэффициент стабилиззиии по напряжению, если гри изменении напряжения на входе на 10% напряжение на выходе стабилизатора изменяется на 0.01%.

7. Какое из указанных значений выходного сопротивления стабилизатора предпочтительнее? Найдите правильные ответ:



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [ 110 ] [111] [112]

0.0016