Щ'ттт (Р' 25)- Вентиль этой фазы откроется не в начале полупериода, а значительно позже, при = 2- Все это неблагоприятно сказывается на показателях выпрямителя. Пульсации на выходе выпрямителя должны быть равными или большими А£ас. что определяется (7.80).

Пусть асимметрия переменного напряжения famO.Ol = 0,3 В. Для диода 2Д204В допустимое отклонение прямого падения напряжения составляет 0,5 В . Тогда, согласно (7.80) получим

А£ае = 0.3+0,5 = 0,8 В.

Импульсные пульсации 0,8 В величине емкости конденсатора С,

Рис. 7.25

на выходе выпрямителя получатся при равной 4,3 мкф. Это даст для т значение 5,6 мкс, что заметно меньше Т.

7. Выберем параметры сглаживающего фильтра, обеспечивающего получение импульсных пульсаций на выходе Д{/и меньше 0,05 В. Для этого подсчитаем, исходя из (7.78), длительность эквивалентного импульса. Получим т^ = 7,6 мкс. Теперь найдем по (7.79)

Сф=(Аг/с№)т^(7-т,)/16= = (0,8 0,05) 7,6 (50 - 7,6)/16 = 322 мкс2 = = 0,322 мГн мкФ.

8. Определим параметры фильтра, необходимые для сглаживания до заданного уровня пульсаций, вызванных асимметрией. Согласно (7.81) получим

1,Сф=(А£ае/А£/ас) 7716=(0,8/0,05) 502/16=2,5- 10= мкс2 = 2,5 мГн мкФ.

Для сглаживания пульсаций, вызванных асимметрией, до заданного уровня 0,05 В требуется большее произведение LC, поэтому необходимо выбрать фильтр с ЬСф > 2,5 мГн мкФ. Примем емкость конденсатора фильтра равной 50 мкФ, тогда индуктивность дросселя фильтра должна быть больше 50 мкГн. Среди стандартных дросселей на ток I А имеется дроссель с индуктивностью 60 мкГн. Омическое сопротивление его обмоток составляет 0,45 Ом.

9. Оценим выходное сопротивление выпрямителя. Так как т 7 , то выходное сопротивление примерно равно сумме сопротивлений вентиля и источника, что составляет 1 + 0,3 = 1,3 Ом. Вместе с фильтром выходное сопротивление будет равно 1,75 Ом.

Глава VIII

Основные схемы построения стабилизаторов постоянного напряжения

§ 8.1. Принципы работы линейных стабилизаторов

В источниках питания радиоаппаратуры находят применение как простейшие стабилизаторы, состоящие из одного-двух элементов, так и сложные, включающие в себя десятки транзисторов и диодов.

В. простых схемах стабилизаторов напряжения используют стабилитроны. Характеристика кремниевого стабилитрона дана на рис. 8.1, с, схема включения - на рис. 8.1, б. Если рабочая точка при колеба-

ниях входного напряжения Е и тока нагрузки / не выходит за пределы пологого участка вольт-а-мперной характеристики {J <, I <, h), то выходное напряжение U меняется очень мало и получается стабилизированным. В схему стабилизатора помимо стабилитрона и нагрузки включается гасящий резистор R, служащий для удержания рабочей точки на пологом участке характеристики стабилитрона.

При изменении входного напряжения Е меняются токи, текущие через стабилитрон 1 и гасящий резистор, а напряжение на выходе и ток нагрузки остаются практически постоянными из-за нелинейности вольт-амперной характеристики стабилитрона. Таким образом, изменение входного напряжения сопровождается изменением падения напряжения на гасящем резисторе R, вызванным приростом или уменьшением тока стабилитрона.

Изменения тока нагрузки (сопротивления нагрузки) вызывают почти такие же по величине, но противоположные по знаку изменения

Рис. 8.1

тока стабилитрона. Поэтому падение напряжения на гасящем резисторе и, следовательно, выходное напряжение зависят от тока нагрузки очень мало.

Простые стабилизаторы не могут обеспечить стабильное напряжение на нагрузке, если изменения ее тока велики и выводят рабочую точку за пределы пологого участка характеристики стабилитрона. К тому же часто требуется получить и иное по величине или более стабильное напряжение, чем позволяет стабилитрон. Большую стабильность и больший диапазон токов нагрузки и стабилизируемых напряжений обеспечивают стабилизаторы, в которых используют регулируемые сопротивления и обратную связь, управляющую их величиной.

В качестве регулируемых сопротивлений на постоянном токе применяют транзисторы, так как эти приборы, во-первых, управляются электрическими сигналами и, во-вторых, малоинерционны. Транзистор включается либо последовательно с нагрузкой (рис. 8.2, а), либо параллельно ей (рис. 8.3, а). Сигнал обратной связи берется от выходного напряжения стабилизатора и усиливается в усилителе постоянного тока УПТ, затем воздействует на регулируемое сопротивление. Процессы стабилизации в схеме рис. 8.2 протекают следуюпщм ебравом. Допустим входное напряжение скачком возросло на некоторую величину АЕ. Это вызовет скачкообразный прирост выходного напряжения и, следовательно, сигнала на входе усилителя на At/j.

Рис. 8.2

Выходное напряжение усилителя в соответствии с его характеристикой рис. 8.2, б начнет меняться и, воздействуя на базу транзистора, приведет к уменьшению тока базы. Падение напряжения на транзисторе при этом станет расти, и так как

A£ = AC/,p(0+At/(0. (8.1)

то будет уменьшаться первоначальное отклонение выходного напряжения AC/i. Этим и обеспечивается отрицательная обратная связь в схеме.

В установившемся состоянии основная часть первоначального прироста выходного напряжения погасится на транзисторе, а на выходе

останется лишь малая нестабиль-ность ДС/г. величина которой тем меньше, чем больше коэффициенты усиления усилителя и транзистора. В схемах с параллельным включением возрастание входного напряжения приводит к росту выходного напряжения, которое, воздействуя на базу транзистора, через усилитель, имеющий характеристику рис. 8.3, б приоткрывает его. Ток, потребляемый транзистором, возрастает и, протекая по гасящему резистору, увеличивает падение напряжения на нем. Поскольку для приращения напряжений в такой схеме соблюдается условие

Д£ = [Д/ (0 + Д/.р(0]/?г +

-f ДС/(0, . (8.2)

то с ростом выходное напряжение начнет возвращаться к прежнему уровню, т. е. ДС/ (О будет уменьшаться. В установившемся состоянии основная часть пергоначального возмущения оказывается погашенной возросшим падением напряжения на резисторе R.

Из приведенного чисто качественного рассмотрения можно сделать два важных вывода. Во-первых, выходное напряжение регулируется с некоторым запаздыванием, определяемым инерционностью как усилителя, так и регулируемого триода. Во-вторых в выходном напряжении остается некоторая остаточная нестабильность, зависящая от коэффициента усиления усилителя, стоящего в цепи обратной связи. Это свойственно всем схемам с обратной связью и не является их серьезным недостатком, так как усилитель почти всегда удается сделать таким, чтобы остаточная ошибка получалась весьма малой, а сам стабилизатор достаточно быстродействующим.

Вместе с тем введение обратной связи в стабилизатор придает ему ряд полезных качеств, важнейшими из которых являются: хорошая внешняя характеристика, высокие динамические показатели и хо-

Рис. 8.3