8.1 Стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы напряжения (СН) используются в ИП для компенсации изменений выходного напряжения, вызванных колебаниями напряжения основного источника энергии (силовая сеть переменного тока, аккумулятор и т.д.) и тока нагрузки.

Основными техническими характеристиками СН являются: коэффициент стабилизации К_СТ, выходное сопротивление R_ВЫХ и коэффициент полезного действия η_СТ .

Коэффициент стабилизации зависит от результата деления относительного изменения напряжения на входе к соответствующему изменению напряжения на выходе стабилизатора:

Из представленной зависимости следует, что чем выше , тем стабильнее выходное напряжение. Для разных типов стабилизаторов меняется от нескольких единиц (параметрический стабилизатор)до тысячи и выше.

Выходное сопротивление R_ВЫХ определяет чувствительность стабилизатора к изменению тока нагрузки. При этом под R_ВЫХ понимается динамическое (дифференциальное) сопротивление:

R_ВЫХ в зависимости от типа стабилизатора изменяется от нескольких Ом до десятых и тысячных Ома. Чем меньше выходное сопротивление тем качественнее стабилизатор.

Коэффициент полезного действия характеризует эффективность использования энергии первичного источника:

где Р_С – мощность, потребляемая от источника энергии (от сети);

Р_НАГ – мощность, отдаваемая в нагрузку.

Низкий к.п.д. стабилизатора, как правило, в обратной пропорции связан с весогабаритными характеристиками стабилизатора.

СН делятся на три группы (см. рисунок 8.5): параметрические, компенсационные, импульсные (широтно-импульсные). Выбор типа стабилизатора для конкретного электронного устройства определяется на основе компромисса.

Параметрические стабилизаторы являются простейшими по конструктивным особенностям. В разделе 1.2 «Полупроводниковый диод» подобный стабилизатор был рассмотрен.

Рисунок 8.5 - Классификация стабилизаторов

Напряжение стабилизации параметрических стабилизаторов лежит в диапазоне U_СТ ≈ 1,0  20 В (13 В для стабисторов), динамическое сопротивление – единицы Ом, коэффициент стабилизации К_СТ = 10  30. При необходимости получения более высоких качественных технических характеристик стабилизации выходного напряжения следует использовать компенсационные стабилизаторы, имеющие, например, К_СТ > 1000.

Компенсационный стабилизатор отличается от параметрического наличием сравнивающего устройства

Рисунок 8.6 - Компенсационный стабилизатор

Рисунок 8.5 - Широтно-импульсный стабилизатор

9 Усилители мощности

ЛИТЕРАТУРА

Рисунок 9.1 - Классификация УМ

Анализ функции P_Н = f (R_Н) показывает, что

,

т.к. в первом случае слагаемое « » , а во втором – «R_Н» превращает знаменатель дроби в бесконечность.

Для нахождения максимума функции P_Н = f (R_Н) необходимо взять первую производную и найти для каких значений R_Н она становиться равной нулю:

Следовательно:

На рисунке 9.2 б на основе выше проведенного анализа представлена графическая запвисимость P_Н = f (R_Н).

б

а

а – функциональная схема УМ, б – зависимость мощности Р_Н от величины R_Н

Рисунок 9.2 - Принцип согласования нагрузки (R_Н и R_ВН)

Рисунок 9.3 - Трансформаторный УМ

Рисунок 9.4 - К расчету КПД трансформаторного УМ

б

а

а – класс «В», б – класс «АВ»

Рисунок 9.5 - Безтрансформаторные двухтактные УМ

А – класс «В», б – класс «АВ»

Рисунок 9.5 - Двухтактный УМ на операционном усилителе

Рисунок 9.6 - Безтрансформаторные двухтактные УМ с применением ОУ

1. Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: Учеб. пособ. – Ростов н/Д.: «Феникс», 2004.-572с.

2. Опадчий Ю.Ф.. Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника: М.: Горячая линия – Телеком, 2003.- 768с.- ил.

3. Бойко В.И. и др. Схемотехника электронных схем. Аналоговые и импульсные устройства.

4. Бойко В.И., Смоляк В.А. Основы биомедицинских электронных схем: Учебник.- К.: ИСМО, 2000.- 636с.

5. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: Справочное пособие под редакцией С.В.Якубовского.- М.: «Радио и связь», 1984г.- 432с.- ил.

6. Фильчаков П.Ф. Справочник по высшей математике: К.: Наукова думка, 1974.-743с.

7. Алексеенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых ИС: М.: «Советское радио», 1980.- 224с.

8. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник.- М.: «Радио и связь», 1988, 352.- ил.

9. Зельдин Е.А. Триггеры: Библиотека по автоматике.- М.: «Энергоатомиздат», 1983.- 96с.