книги / Электротехнические устройства радиосистем

и включенный в цепь между трансформаторами Тр-1 ю Тр-2 через выпрямитель В, состоящий из диодов, собран­ ных по мостовой схеме выпрямления.

Источником опорного напряжения является двухка­ скадный параметрический стабилизатор на кремниевых стабилитронах: первый каскад— резистор г8 и диод второй каскад — резистор г5 и диоды Д 2 и Д 3. Питание источника опорного напряжения осуществляется от третьей обмотки трансформатора Тр-1 и выпрямителя В'

семкостным фильтром С'

Вкачестве усилителя постоянного тока использован* дифференциальный усилитель на транзисторах Г4 и Т5.

На выходе схемы стабилизатора включен сравни­ вающий делитель гь гр, г2. Работа стабилизатора проте­ кает следующим образом. При повышении напряжения на выходе за счет повышения напряжения питающей сети или уменьшения тока нагрузки увеличится напря­

жение на сопротивлении нижнего плеча делителя г\ и на базе транзистора Г5 потенциал повысится, вследствие чего увеличится сопротивление этого транзистора, а ток. коллектора его уменьшится. Это приведет как к умень­ шению тока в резисторе гб, так и падения напряжения: на нем, т. е. потенциал эмиттера транзистора Г4 повы­ сится и ток коллектора его возрастет, увеличивая паде­ ние напряжения на резисторе г4. При этом повысится потенциал базы составного регулирующего транзистора и его сопротивление увеличится, что приведет к умень­ шению первичного напряжения трансформатора Тр-2 IT выходного напряжения.

Аналогично понижение выходного напряжения вы­ зовет уменьшение сопротивления эмиттер — коллектортранзистора 7\ и увеличит как первичное напряжениетрансформатора Тр-2, так и выходное напряжение источ­ ника питания.

Для питания схем на туннельных диодах, твердо­ тельных схем, микромодулей и в некоторых других слу­ чаях требуются весьма низкие напряжения (менее 1 в) с Достаточно высокой стабильностью и малой пульсаци­ ей выпрямленного напряжения. В этих случаях схемы транзисторных стабилизаторов, описанные выше, ока­ жутся крайне неэкономичными, так как потери в регу­ лирующем элементе и источнике опорного напряжения окажутся во много раз превосходящими полезную мощ­ ность, отдаваемую стабилизатором в нагрузку. К неэко­

комичности стабилизаторов, выполненных по обычным наиболее распространенным схемам, следует также до­ бавить плохие их показатели в отношении стабильности ^выходного напряжения, так как транзисторные усили­ тели измерительных элементов при напряжениях 0,2 в ш ниже утрачивают работоспособность, а температурная ■нестабильность источников опорного напряжения (крем­ ниевых стабилитронов) оказывается значительно больше допустимой нестабильности выходного напряжения.

Таким образом, для обеспечения очень низких высо- ;«остабильных напряжений необходимы схемы стабили­ заторов, существенно отличные от наиболее распростра­ ненных.

На рис. 8-42 изображена схема стабилизатора сверх­ низких напряжений, позволяющая обеспечить высокую •стабильность выпрямленного напряжения. В этой схеме в качестве измерительного элемента используется рела­ ксационный генератор, состоящий из туннельного диода

.Д, дросселя Др и резистора г7. Этот генератор весьма •чувствителен к уровню напряжения питания. Если это напряжение ниже некоторого определенного уровня, то

щей из последовательно соединенных резистора гъ пере­ хода эмиттер — база транзистора Т3 и резистора г3. Под действием приложенного напряжения в этой цепи возникает ток, являющийся входным сигналом состав­ ного регулирующего транзистора. Этот ток, предвари­

цели могут быть использованы электромашинные пре­ образователи (умформеры), вибропреобразователи и статические преобразователи на управляемых вентилях (инверторы). Напряжение переменного тока с помощью трансформаторов и выпрямителей преобразовывают в различные по величине напряжения постоянного тока* необходимые для питания радиоаппаратуры.

Электромашинные преобразователи вырабатывают напряжение синусоидальной формы, в то время как по­ лупроводниковые и вибропреобразователи — напряжение

мощность, малый срок службы и невысокая надеж­

имеющие малые габариты и вес, высокий к. п. д. и боль­ шую эксплуатационную надежность.

В процессе инвертирования обычно невысокое посто­ янное напряжение преобразуется в более высокое пере­ менное напряжение. Для повышения напряжения при­ меняется трансформатор, а для преобразования посто­ янного тока в переменный — переключающее устройство* изменяющее направление тока в первичной обмотке трансформатора.

Для уменьшения потерь энергии в инверторе пере­ ключающее устройство должно иметь возможно мень­ шее сопротивление в открытом (включенном) состоянии и возможно большее сопротивление в закрытом (отклю­ ченном) состоянии.

В качестве элементов переключающих устройств ис­ пользуются управляемые ионные (тиратроны и игнитро­ ны) и полупроводниковые (транзисторы и тиристоры) приборы.

Тиристоры, т. е. управляемые кремниевые четырех­ слойные диоды со структурой р-п-р-п, отличаются очень хорошими переключающими свойствами: малым сопро­ тивлением в открытом состоянии и весьма большим-^ в закрытом. Характеристики управляемых диодов подоб­ ны характеристикам тиратронов.

Тиристоры имеют малые габариты и вес, позволяют коммутировать большие токи и допускают большие об­ ратные напряжения, что делает перспективным приме­ нение их в схемах инвертирования.

Инверторы на транзисторах позволяют преобразовы­ вать низкое постоянное напряжение (от нескольких вольт до нескольких десятков вольт) в высокое пере­ менное напряжение (до нескольких тысяч вольт), при­ чем полезная мощность таких преобразователей может достигать нескольких сотен ватт.

В зависимости от мощности и условий работы преоб­ разователей могут быть использованы различные схемы полупроводниковых инверторов. Так, при малых мощно­ стях (до нескольких ватт) применяются однотактные схемы инвертирования, недостатком которых яв­ ляется намагничивание сердечника трансформа­ тора, приводящее к резко­ му увеличению намагни­ чивающего тока.

При относительно больших мощностях при­ меняются двухтактные схемы как с самовозбуж­ дением, так и с независи­ мым возбуждением (с уси­ лителем мощности).

На рис. 9-1 изображена схема двухтактного инвер­

тора с самовозбуждением, Транзисторы Тi и Т2 инвертора включены по схеме с общим эмиттером. Переклю­ чение транзисторов Т4 и Т2 происходит за счет насыще­ ния как сердечника трансформатора, так и триодов. Преобразователь включен в сеть источника постоянного тока с напряжением и0. Напряжение на резисторе Гб делителя напряжения создает отрицательное (относи­ тельно эмиттеров) смещение на базах триодов, что обес­ печивает надежный запуск инвертора. Так как сопротив­ ления триодов не могут быть абсолютно одинаковыми, то коллекторные токи триодов окажутся различными и, •следовательно, намагничивающие силы верхней ао и •нижней об половин первичной обмотки трансформатора будут также различны.

Неравенство встречно действующих НС половин пер­ вичной обмотки создает результирующий магнитный по­ ток в сердечнике трансформатора, который индуктирует в обмотке обратной связи вг э. д. с., направленную так,

личение тока коллектора триода происходит до наи­ большего возможного значения (до насыщения триода) х определяемого током базы. Однако работа преобразовав теля в режиме насыщения триодов неустойчива и менее* экономична, так что обычно в преобразователях насы­ щение сердечника трансформатора наступает при токе коллектора триода, меньшем максимально допустимого, значения. Преобразователи с включением транзистора, по схеме с общим эмиттером (рис. 9-1) находят наибо­ лее широкое применение, так как они позволяют полу­ чить высокий к. п. д. Применяются также преобразовав

В схеме с общим эмиттером допустимое обратное на­ пряжение триода меньше, чем в схеме с общей базой. Эта особенность схемы связана с физическими свойст­ вами полупроводниковых триодов, имеющих различные допустимые обратные напряжения между коллектором ю эмиттером в зависимости от схемы включения триодов. Поэтому при сравнительно высоких напряжениях ис­ точника питания целесообразно включение триодов па схеме с общей базой.

Включение триодов по схеме с общим коллектором почти не применяется из-за того, что при этом допусти­ мые обратные напряжения, как и в схеме с общим эмит­ тером, малы. Схему с общим коллектором целесооб­ разно применять при низких напряжениях источника и при использовании триодов, у которых коллектор соеди­ нен с корпусом, так как в этом случае отпадает необхо­ димость изоляции триодов от корпуса преобразователя.

зо?

торного тока инвертора. При больших мощностях при­ меняется параллельное включение транзисторов в каж­ дое плечо инвертора или усилителя мощности. При этом параллельно следует включать транзисторы, у которых падение напряжения между выводами эмиттера и кол­ лектора в режиме насыщения приблизительно одинако­ во. В цепи эмиттера параллельно работающих транзи­ сторов включаются выравнивающие сопротивления.

Полупроводниковые преобразователи часто исполь­ зуются для преобразования низкого постоянного напря­ жения в постоянное более высокое напряжение, необхо­ димое для питания анодных и сеточных цепей радио­ электронной аппаратуры. Применение преобразователей постоянного тока дает возможность обеспечить аппара­ туру всеми необходимыми напряжениями от одного ис­ точника электрической энергии низкого напряжения.

Полупроводниковый преобразователь постоянного то­ ка состоит из инвертора, повышающего трансформатора,

сравнительно высоких частотах (450—5 000 гц), что дает возможность уменьшить габариты трансформатора и сглаживающего фильтра.

На рис. 9-4 показана схема полупроводникового пре­ образователя постоянного тока, на которой изображен двухтактный инвертор с самовозбуждением при включе­ нии триодов по схеме с общим эмиттером. Во вторичной обмотке повышающего трансформатора АВ индукти­ руется переменная э. д. с. прямоугольной формы, кото­ рая выпрямителем В преобразуется в постоянную. Вы­ прямитель собран из полупроводниковых диодов, вклю-