4.7 Релейний імпульсний стабілізатор

Функціональна схема, яка пояснює принцип роботи імпульсного стабілізатора з релейною системою регулювання, наведена на рисунку 4.14 [Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / Под ред. С.В.Якубовского. – М.: Радио и связь, 1989].

Транзистор VТ1 працює в ключовому режимі. Струм в індуктивності L1 при відкритому транзисторі збільшується за законом:

, (4.11)

де – напруга, яка прикладена до індуктивності.

Вихідна напруга при відкритому транзисторі VТ1 збільшується до тих пір, поки напруга на інвертуючому вході підсилювача не перевищить опорну напруги, яка створюється параметричним стабілізатором на елементах R3, VD2. Після цього напруга з виходу операційного підсилювача DA1 закриває транзистор VТ1. Напруга на навантаженні підтримується за рахунок енергії, яка накопичилась в дроселі L1 і конденсаторі фільтра Сн. Струм розряду дроселя замикається через діод VD1.

Рисунок 4.14 – Схема релейного стабілізатора (а)

та часові діаграми його роботи (б)

Відриється транзистор VТ1, коли напруга на інвертуючому вході

стане меншою.

Амплітуда пульсацій стабілізатора визначається чутливістю операційного підсилювача DA1 помилки стеження і резисторами R1, R2.

4.8 Стабілізатор з шім на імс к142еп1

Схема стабілізатора наведена на рисунку 4.15. Він містить мікросхему К142ЕП1 і зовнішні елементи, які дозволяють збільшити струм навантаження (транзистори VТ2, VТ3), елементи фільтра (L1, C4), розрядний діод VD1, емітерний повторювач на транзисторі VТ1, який забезпечує живлення самої мікросхеми [3, 11, 12].

Транзистор VТ1, діоди VD1, VD2 мікросхеми утворюють схему формування опорної напруги. Діод VD1 – стабілітрон, VD2 – термокомпенсуючий діод. Отримана стабільна напруга через вихід 6 ІМС надходить на базу емітерного повторювача VТ1, а через виводи 9 та 13 – на базу транзистора VТ10, який входить до складу диференціального підсилювача постійної напруги.

Вихідна напруга подається на вхід диференціального підсилювача через вивід 12. Підсилений сигнал помилки знімається з колектора транзистора VТ10, навантаженням якого є стабілізатор струму, виконаний на транзисторі VТ9. Транзистор VТ11, увімкнений як діод, використовується для формування напруги для транзистораVТ9.

Транзистори VТ7 та VТ8 входять до складу перетворювача сигналу помилки в імпульсну послідовність з постійною частотою, яка задається зовнішнім джерелом синхронізації; тривалість імпульсів змінюється.

Рисунок 4.15 – Схема стабілізатора з ШІМ на ІМС К142ЕП1

Напруга зовнішнього генератора через конденсатор С5, який має невелику ємність, подається на мостовий випрямляч, виконаний на діодах VD3...VD6. На резисторі R10, який є навантаженням випрямляча, створюється напруга пилкоподібної форми [3]. Її порівняння з частиною вихідної напруги виконується за таким алгоритмом, як і в стабілізаторі, розглянутому у підрозділі 4.6.

Транзистори VТ6, VТ5 утворюють тригер Шмітта.

Імпульси з колектора транзистора VТ4 через зовнішній дільник R6, R5 надходять на внутрішній транзисторний ключ (VТ3, VТ2), який є підсилювачем потужності для зовнішнього ключа на складеному транзисторі, зібраному на двох транзисторах VТ3 та VТ2 n-p-n і p-n-p структур.