ГЛАВА ШЕСТАЯ

РАСЧЕТ ТРАНЗИСТОРНЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ РЭ

6-1. СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ И ВЫХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СТАБИЛИЗАТОРОВ

На рис. 6-1 представлен один из возможных вариантов схемы стабилизатора с параллельным включением регулирующего элемента составного транзистора Тр. В качестве гасящего сопротивления используется резистор Ri. При возрастании, например, напряжения Lo возрастает напряжение Uh и, следовательно, на резисторе ?д1 делителя 7?д1, 7?д2, Rn- Это приводит к увеличению отрицательного потенциала на базе усилительного транзистора Ту и его коллекторного тока, падения напряжения на резисторе Ri, положительного потенциала на базе составного регулирующего транзистора Тр и его коллекторного тока /р. Падение напряжения на резисторе Ri за счет увеличения на А/р протекающего через него тока возрастет на величину AIpRi, примерно равную увеличению входного напряжения ALo. Выходное напряжение при этом сохранит свое первоначальное значение с заданной точностью. Регулировку выходного напряжения в стабилизаторах с параллельно включенным РЭ обычно не предусматривают, так как она приводит к значительному снижению к. п. д. стабилизатора. Реостат Rn в выходном делителе служит для установки номинального значения выходного напряжения.

Схема на рис. 6-1 может быть применена, если

Рис. 6-1. Схема транзисторного стабилизатора напряжения с параллельным РЭ (п-р-п).

и

Д1 max

где 17др и.

кэу~ соответственно

КЭ у min (6-1)

напряжения на

стабилитроне Ди база - эмиттер составного транзистора Тр, коллектор - эмиттер транзистора Ту.

Стабилитрон Д1 выбирается из условия получения ТКН стабилизатора, не превышающего заданное в (5-2).

Напряжения U и к;э у m/n примерно равны 2 В. Минимальное напряжение на входе стабилизатора

0., -fK + /o.,onx + o. . (6-2)

где 7?,on., = f/ - оптимальное сопротивление ре-

зистора Ri, когда к. п. д. схемы имеет максимальное

значение (при f/оном и /нтаж>/кртгп), Т. е.

w=(i-K)N (6-3)

bo - заданное относительное понижение входного напряжения от номинального значения Lo; /о min, Ismax,

/кртгп - минимальный ТОК чербз резистор Ri, максимальный ток нагрузки и минимальный ток через регулирующий транзистор Гр соответственно, причем

hmin=Imnax + lKpmin, (6-4)

Крт(Л^ ~+Кнтал: (6-5)

где и„ - амплитуда пульсации на входе стабилизатора; - начальный ток коллектора.

Максимальное напряжение на входе стабилизатора

и

omin

с

1-6,

t/o.a. =----. (6-6)

Максимальный ток, потребляемый от выпрямителя,

Iomax=Iomin-\~iUQmax-Uomin) /Rl, (6-7)

а через регулирующий элемент Гр

1кртах~1отах /нтгп. (6-8)

Чтобы уменьшить мощность потерь на Гр, в коллекторную цепь его включают резистор R2. При условии, что /н>5(;эрт/ максимальная мощность рассеивания на Гр будет почти в 4 раза меньше, чем в отсутствие R2:

Ркршах=и\/iR2. (6-9)

Сопротивление резистора Находится по формуле

===(и-кэр.,Жр .. (6-10)

где - минимально допустимое напряжение на

при токе /р„ .

Напряжение на резисторе Ri, в случае кремниевого составного регулирующего транзистора Тр типа п-р-п составляет примерно 2 В. При этом коэффициент усиления ky на транзисторе Ту оказывается невысоким (несколько десятков). В результате основные параметры схемы йст и 9ст имеют сравнительно малые значения, а Гн относительно велико. Повысить йст и ст можно за счет увеличения сопротивления резистора Ri, но при

.+о-с

-о

-t-И ТД

Рис. 6-2. Схема транзисторного стабилизатора напряжения с параллельным РЭ (р-п-р).

Рис. 6-3. Схема траизисториого

низковольтного стабилизатора напряжения с параллельным РЭ.

этом Гн останется тем же, а к. п. д. стабилизатора понизится, что нежелательно. Поэтому более целесообразно увеличить ky за счет увеличения числа каскадов усиления или введения дополнительного источника стабильного напряжения, как это показано, например, на рис. 6-2 {Uou Rb, Дг). При использовании в Тр германиевого составного транзистора (рис. 6-2) напряжение эБр будет равно 0,6-0,8 В. Здесь для увеличения коэффициента усиления ky необходимо применение дополнительного источника Дг. Для получения низких выходных стабилизированных напряжений (5-6В) можно применить схему на рис. 6-3, в которой источник опорного напряжения Д1 питается от дополнительного вы-