книги / Проектирование источников электропитания устройств связи

максимальный температурный коэффициент у ст i макс, токи стабилизации /мин, /макс, напряжения стабилизации и Ст1 мин, ^ст1 макс.

2.Уточняем величину выходного напряжения стабилизатора:

3. Задаемся относительной амплитудой переменной составляющей входного

Величина / сп мин должна быть выбрана большей минимального тока через

стабилитрон. Убеждаемся, что заданная величина /ССт меньше величины /Сет макс. ЕСЛИ /Сст>/Сст макс, необходимо применить схему двухкаскадного

стабилизатора.

б. Определяем номинальное, -минимальное и максимальное значения вход­ ного напряжения стабилизатора:

t/о мин = Уо О ---амин)

9.Для стабилизаторов на кремниевых стабилитронам определяем из спра­

Определим предельные значении температурного коэффициента стабилиза­

Если расчетная величина Аст получилась меньше заданной, то необходимо •пересчитать схему стабилизатора, учитывал суммарное динамическое сопротив­ ление компенсирующих диодов, т. е. во все предыдущие выражения необходимо вместо rrfi подставить rai+rKNu:

па. Эти .стабилизаторы с отрицательной обратной связью обеспе­ чивают постоянство выходного напряжения с высокой степенью точности при изменении .напряжения сети и тока нагрузки, а так­ же и при иных возмущениях извне (частота тока питающей сети, характер нагрузки, состояние окружающей среды и т. д.).

Электронные стабилизаторы могут быть выполнены как с по­ следовательным, так и с параллельным включением регулирую­

падение напряжения на га­ етабиЛ'ИЗ'атО|р.(>в на’пря.жешгя с регулирую­

5.7а обладают большим кпд, чем схемы типа рис. 5.76, и приме­ няются очень широко.

Электронным стабилизаторам присущи следующие основные свойства, определившие их широкое распространение:

1.(Высокая точность стабилизации выходного напряжения. При этом электронный стабилизатор одинаково хорошо ослабляет как конечное изменение входного напряжения, так и переменную со­ ставляющую (пульсацию).

2.Очень малые статические и динамические внутренние сопро­ тивления.

Недостатком электронных стабилизаторов является сравнитель­ но низкий кпд (0,5“т-0,6), обуслозленный потерей мощности на

регулирующих лампах. Электронные стабилизаторы обычно изго­ тавливают на малые токи |(до 1 а). <С увеличением тока нагрузки возрастает число регулирующих ламп и, следовательно, понижает­ ся эксплуатационная надежность.

Несмотря на указанные недостатки, до настоящего времени для питания радиоаппаратуры стабильным выпрямленным напряже­ нием широко применяются выпрямители с электронными стабили­ заторами.

Так как стабилизаторы с параллельным включением регули­ рующей лампы находят ограниченное применение, их схемы в даль­ нейшем не рассматриваются.

Схемы электронных стабилизаторов с последовательным вклю­ чением регулирующей лампы. На рис. 5.8—5. И изображены наи­ более распространенные схемы ламповых стабилизаторов. Эти ста­ билизаторы отличаются схемами сравнения. В схемы стабилиза­

рис. 5.9 — Л2, t/7i); сравнивающий делитель Ri, Rn, R2, Сi и вы­ ходная емкость С„.

Рассмотрим принцип действия стабилизатора на примере схе­

При увеличении напряжения URy отрицательный «потенциал на сетке регулирующей лампы относительно ее катода увеличивается, растет напряжение на ее аноде и выходное напряжение стабили­ затора уменьшается до первоначального значения с определенной степенью точности.

При уменьшении тока нагрузки стабилизатора в первый мо­ мент напряжение на выходе повысится за счет снижения падения

напряжения на внутреннем сопротивлении регулирующей лампы. Это приводит к увеличению напряжения на нижнем плече срав­ нивающего делителя URIi. В дальнейшем схема работает также, как и при увеличении входного напряжения.

Ори уменьшении входного напряжения и увеличении тока на­ грузки стабилизатора схема работает аналогично изложенному выше.

В схеме рис. 5.8 минимальная величина выходного напряжения ограничивается минимально допустимым анодным напряжением усилительной лампы.

угодно малое, выходное напряжение, так как даже при выходном напряжении, равном нулю, напряжение питания усилителя будет равно напряжению на стабилитроне Л2.

Стабилизация высокого напряжения обычно сопряжена с труд­ ностью подбора усилительной лампы по допустимому анодному напряжению. Для получения высоких напряжений целесообразно использовать схему рис. 5.10. Для этой схемы не требуется высо­ ковольтного 'Стабилитрона, а напряжение на аноде усилительной лампы не превышает напряжения на стабилитроне

/В схемах рис. 5.8—5.10 большое влияние на стабильность по входному напряжению оказывает напряжение накала усилитель­ ной лампы. Если напряжение накала не стабилизировано, то при его увеличении растет анодный ток усилительной ла.мпы, увели­ чивается падение напряжения на анодной нагрузке /?у—Uяу, уве­ личивается отрицательный потенциал на сетке регулирующей лам­ пы, растет напряжение на аноде регулирующей лампы и выход­ ное напряжение стабилизатора уменьшается. Уменьшение напря­ жения накала вызывает обратное действие, т. е. увеличение вы­ ходного напряжения стабилизатора.

Не всегда возможно или целесообразно стабилизировать на­ пряжение накала. Такие стабилизаторы напряжения накала, как*

например, бареттеры, непригодны из-за чрезвычайно большой инер­ ционности. Наиболее просто компенсировать изменение напряже­ ния накала при однокаскадном усилении схемой рис. 5.11.

В этой схеме обычно используется двойной триод. Опорное на­ пряжение, снимаемое со стабилитрона Ли подается на .вход ка­ тодного повторителя |(левый триод). Напряжение на катодном сопротивлении RK равно опорному и мало зависит от токов катод­ ного повторителя и усилителя. Напряжение, снимаемое с нижнего плеча делителя URII, в этой схеме сравнивается с напряжением на сопротивлении RK, равном £/оп. Так как напряжение на сопротив­ лении Як постоянно, то и ток в сопротивлении RKt равный сумме

уменьшается на ту же величину.

При увеличении напряжения накала увеличивается анодный ток усилителя и катодного повторителя. Напряжение на катодном сопротивлении Як увеличивается, а следовательно, увеличивается отрицательное смещение на сетке усилительной лампы, и ее ток уменьшается до первоначальной величины.

Основными параметрами, характеризующими качество стаби­ лизации, являются коэффициент стабилизации по входному напря­ жению и внутреннее сопротивление.

Коэффициент стабилизации зависит от схемы питания усили­ теля постоянного тока (Лу). Если усилитель постоянного тока питается от выходного напряжения стабилизатора, как это пока­ зано на схемах рис. 5.8—5.11, или от дополнительного источника (рис. 5.12), то коэффициент стабилизации

где цР — статический коэффициент усиления по напряжению для регулирующей лампы; /Су — коэффициент усиления усилителя по­ стоянного тока; а — коэффициент передачи делителя.

Если усилитель постоянного тока УПТ питается со входа ста­

билизатора (рис. 5.8, точка с соединена пунктиром с точкой а), ко­ эффициент стабилизации

где Ь = --- —— , riy — внутреннее сопротивление усилительной

г/у + Ry

лампы.

■Электронный стабилизатор напряжении уменьшает как конеч­ ные изменения, так и переменную составляющую входного напря­ жения. Сглаживающие свойства стабилизатора характеризуются коэффициентом сглаживания пульсации К~~. Если в схемах ста­ билизаторов .нет емкости Сь то К-~~Кст- Емкость Сi существенна влияет на величину /С__ Величина емкости С\ выбирается такой, чтобы ее сопротивление для переменной составляющей выходного напряжения было во много раз меньше, чем сопротивление верх­ него плеча делителя Ri. В этом случае коэффициент передачи де­ лителя по переменной составляющей а~ будет больше коэффи­ циента передачи делителя по •постоянной составляющей а и будет больше -Кст. Величину К~~ можно определить из (5.10) ^ (6.11), если принять а = а^= 1 .

Следует отметить, что емкость Сн на выходе стабилизатора практически не ослабляет пульсацию, так как внутреннее сопро­

при питании УЛТ с выхода стабилизатора или от дополнитель­ ного источника (рис. 5.12)

.В выражениях (5.12), (5.13): rip — внутреннее сопротивление регулирующей лампы; го — внутреннее сопротивление выпрямите­ ля; «пар — число параллельно включенных регулирующих ламп.

Если в качестве регулирующей лампы используется тетрод, то г{р^>го. В этом случае для всех схем питания усилителя

■где 5Р — крутизна регулирующей лампы.

Из (5.10), (5.14) видно, что коэффициент стабилизации и внут­ реннее сопротивление зависят от параметров регулирующей лампы

В качестве .регулирующей лампы электронного стабилизатора напряжения •могут быть использованы любые триоды, тетроды, пентоды, через iKOTCpbie мож­ но пропускать требуемый ток натрузки с «учетом внутреннего потребления самой схемы. При необходимости получить в .нагрузке ток больший, чем позволяет пропустить одна регулирующая лампа, несколько ламп включают параллельно.

Широко применяются в качестве регулирующих лампы 6019П; 6С20С; 6С41С; 12С42С; 6С18С; ГУ-19; ГУ-50 и другие, основные параметры которых приведены .в приложении (табл. П4.2).

Необходимо отметить, что коэффициент усиления |яр у тетрода и пентода значительно больше по величине, чем у трисда, а следовательно, ;у стабилиза­ торов, в которых в качестве регулирующей лампы используется тетрод или шентод, коэффициент стабилизации /Сет «выше.

'Крутизна тетрода и пентода ,(5Р<) приблизительно такая же, как и у триода, следовательно, использование тетрода или пентода в качестве регулирующей лампы не влияет на неличину внутреннего сопротивления стабилизатора.

рассеиваемой анодом.

Регулирующая лампа, поставленная в тетродпый режим, позволяет пропус­

еекрутизны S y.

Вкачестве усилительной лампы в стабилизаторах могут использоваться триоды (6Н11П, бШ П), тетроды, пентоды !('6Ж1П, 16Ж1 Б, 6Ж9П) и Д|р.

Величина коэффициента усиления /Су зависит также от величины анодной нагрузки усилителя Ry. Величина Ry берется различной, в зависимости от ве­ личины напряжения питания усилителя постоянного тока. Чем больше величина напряжения питания усилителя постоянного тока, тем требуетоя большая вели­

а г, меньше.

Используя схему (рис. 5.12), можно .получить Ку, значительно больший по величине, чем .при питании усилителя оо входа и выхода стабилизатора.

Схема рис. 5.-12 позволяет получить наиболее высокий коэффициент стаби­ лизации и наименьшее .внутреннее сопротивление.

Коэффициент стабилизации /Сет и внутреннее сопротивление г,- зависят так­ же от величины коэффициента передачи делителя а. Величина а всегда меньше •единицы -и зависит от соотношения выходного .напряжения и эталонного.

Расчет ламповых стабилизаторов постоянного напряжения. Для расчета ламповых стабилизаторов постоянного напряжения необ­ ходимы следующие данные: U \(в) — напряжение питающей сети; !(гц) — частота .тока сети; аМакс, я.чин— относительные отклонения напряжения сети как в сторону повышения, так и в сторону пони­ жения; U ъы\(в) — номинальное значение выходного напряжения стабилизатора; Uвыхмакс(Ч); {Л»ыхмин(Ч) — пределы регулировки выходного напряжения стабилизатора; / ПМакс(Ч ); Агмин^я) — мак­ симальный и минимальный токи нагрузки стабилизатора; Лет — коэффициент стабилизации по входному напряжению; — внут­ реннее сопротивление стабилизатора; и вых~*(в) — амплитуда пе­