Главная  Интегральный монолит 

[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]

питания и токе нагрузки, в схеме должны быть предусмотрены меры по защите от перегрузок, которые могут привести к нарушению работы. Защита схемы стабилизатора может быть осуществлена путем ограничения выходного тока в случае короткого замыкания в выходной цепи на уровне безопасной величины. Для этой цели применяются методы, используемые в схемах операционных усилителей, которые были рассмотрены ранее (см. § 5-4 и рис. 5-26). В некоторых случаях чрезмерно большая величина выходного тока приводит к нарушению работы стабилизатора тока. Чтобы избежать этого явления, иногда используют другие схемы защиты, которые не только ограничивают величину выходного тока, но и постепенно уменьшают его до нуля, если режим короткого замыкания продолжается длительное время.

Кроме защиты выходных цепей от короткого замыкания, могут применяться устройства защиты от перегрева, которые полностью отключают схему стабилизатора при повышении температуры монолитной пластинки до критической величины (обычно порядка 175-200°С) для предотвращения теплового разрушения схемы. Анализ схем защиты от перегрузок и перегрева стабилизатора будет приведен ниже в § 6-4.

6-2. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ СТАБИЛИЗАТОРОВ

Идеальная схема стабилизатора имеет только три вывода: для связи с источником нестабилизирован-ного напряжения, выход стабилизированного напряжения и заземление. Однако Б реальных схемах стабилизаторов могут потребоваться дополнительные выводы для изменения характеристик стабилизатора с помощью внешних устройств и регулирования схем ограничения тока. Поэтому функциональная схема стабилизатора, применяемого

в практике, имеет вид, который показан на рис. 6-4,а. Обычно эталонное напряжение подается на неинвертирующий вход усилителя сигнала ошибки, а обратная связь со стабилизированного выхода подается на инвертирующий вход этого усилителя через резистивный делитель. Для защиты схемы от короткого замыкания в ней предусмотрены специальные выводы, которые служат для отключения схемы и ограничения выходного тока при возникновении короткого замыкания. Коллектор транзистора, который служит в качестве последовательного элемента, может иметь отдельный вывод и использоваться в качестве входного зажима для подачи нестабилизированного напряжения, если для питания схемы стабилизатора предусмотрен специальный источник питания. Большинство схем интегральных стабилизаторов предназначено для стабилизации положительного напряжения, однако их легко приспособить и для стабилизации отрицательного напряжения путем введения внешнего транзистора р-п-р типа в качестве последовательного элемента.

На рис. 6-4,6 приведена практическая принципиальная схема стабилизатора, который изготовляется в монолитной форме для средних уровней мощности (Segnetics SE550). В этом стабилизаторе используется источник эталонного напряжения с температурной компенсацией, схема которого аналогична приведенной на рис. 4-10. В схеме лавинный диод Дъ служит в качестве источника напряжения без температурной компенсации (подобно диоду Дв в схеме рис. 4-10) для источника тока «а р-п-р транзисторе Гг, на который в свою очередь смешение задается от другого каскада постоянного тока на МОП транзисторе Т15 с каналом р-типа. Транзисторы Ts и Те, соединенные по схеме Дарлингтона, вместе с резисторами Ri п Rz и диодом Дз образуют источник эталонного па-



Коррекция +Е0 <?

Инбеопшрчгтй ВхоВ

Неиндертирие-кый Bind

-о Выход

Оераничитет, тока

о+Е


Ограничитель твка

Инвертируемый О Вход

1уемыи

Рис. 6-4. Монолитный стабилизатор средней мощности SE-550. а - функциональная схема; б - принципиальная схема.

пряжения с температурной компенсацией, имеющий постоянное напряжение 1,7 В, относительно отрицательной щины источника питания. Источник тока на транзисторе р-п-р типа Т2 определяет величину тока через транзистор усилителя сигнала ошибки и транзистор Гз, который является активной нагрузкой. Так как транзистор имеет двойной эмиттер, поэтому h=2U. Транзисторы Та и Г14 образуют предоко-

нечный управляющий каскад и последовательный элемент стабилизатора. Коллекторный вывод транзистора Г14 оставлен свободным и присоединяется к положительному зажиму источника питания, тогда образуется выходной каскад по схеме Дарлингтона. Этот же коллекторный вывод можно присоединить к источнику нестабилизированного напряжения, если для питания схемы управления имеется отдельный



источник. Путем присоединения к схеме внешнего транзистора р-п-р типа она адожет быть преобразована для стабилизации отрицательного напряжения. Для этой цели, чтобы обеспечить необходимое напряжение, в схеме предусмотрен лавинный диод Дв-

Транзисторы Ti2 и Г15 служат для защиты выходной цепи стабилизатора от короткого замыкания. Действие каскада ограничения тока такого типа рассматривается в § 6-4.

Типовые электрические характеристики стабилизатора, показанного на рис. 6-4, приведены ниже. Поскольку эта схема предназначена для работы при средних уровнях мощности (т. е. при рассеиваемой мощности менее 1 Вт), в ней не предусмотрена защита от перегрева, которая обычно применяется в схемах стабилизаторов большой мощности.

Типовые электрические характеристики схемы стабилизатора напряжения на рис. 6-4

Коэффициент стабилизации по напряжению (при изменении Ubx в диапазоне 8,5 до 50 В) 0,2% С/вы-х.

Коэффициент стабилизации от воздействия нагрузки (прн изменении /н Б диапазоне от 1 до 50 мА).........О.ОЗо/о f/вых

Коэффициент ослабления пульсаций ........... 75 дБ

Температурный коэффициент

выходного напряжения - . . 0,002Уо/°С

Потребление тока на холостом ходу............ 1,3 мА

Диапазон входных напряжений . От 8,5 до 50 В

Диапазон выходных напряженки ............От 2 до 40 В

Минимальная разность (Ubx-

f/вых)........... 3 в

Ток короткого замыкания

(Rk.3=10 Ом)....... 60 мА

Особым случаем применения монолитных стабилизаторов являются цифровые системы, в которых стабилизаторы могут использоваться в качестве источников питания с уровнями напряжения, определяемыми типом логики. Для этой цели стабилизатор должен иметь неболь-

шое фиксированное выходное напряжение, порядка 5 В, и отдавать в нагрузку достаточно большой ток. На рис. 6-5 показана упрощенная схема такого стабилизатора, которая обеспечивает на выходе постоянное напряжение 5 В. В этой схеме используется модифицированный вариант источника эталонного напряжения с температурной компенсацией, схема которого приведена на рис. 4-11. Уровень напряжения, независимый от изменений температуры, обеспечивается здесь благодаря компенсации отрицательного температурного коэффициента t/бэ положительной температурной зависимостью разности напряжений смешения Д(7бэ- На рис. 6-5 транзисторы Т5 и Tj соответствуют транзисторам Tl и Т на рис. 4-1. Транзистор T обеспечивает падение напряжения на резисторе Rs, равное

Us = hRs = AU6s-. (6-10)

Каскад на транзисторах Tg и Тд, соединенных по схеме Дарлингтона, фиксирует напряжение на коллекторе транзистора Г? на уровне 2[/5э относительно земли. Зная падение напряжения t/бэ транзисторов Г12 и Г13, выходное стабилизированное


Рис. 6-5. Стабилизатор напряжения, работающий при больших токах.



[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]

0.0009