Главная  Катушки с ферромагнитным сердечником 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 [ 61 ] 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

фициент напряжения отрицателен, поэтому такой способ пригоден для компенсации температурного ухода напряжения у стабилитронов с положительным коэффициентом напряжения.

В качестве термокомпенсирующих диодов могут быть выбраны как стабилитроны, так и выпрямительные диоды. У последних температурный коэффициент напряжения несколько больше, чем у стабилитронов, что в некоторых случаях важно. Подбор диодов должен производиться так, чтобы их температурный уход напряжения был по возможности равен уходу напряжения самого стабилитрона.

Для стабилитронов с напряжением стабилизации больше 7 В температурный коэффициент напряжения (прямого и обратного) практически не зависит от тока (рис. 9.15), поэтому схема термокомпенсации сохраняет свои показатели в широком диапазоне стабилизируемых токов.

У стабилитронов с меньшим напряжением стабилизации температурный уход напряжения нелинейно зависит от тока (рис. 9.16), что требует аналогичной нелинейности температурной зависимости для компенсирующих элементов. Подбор такой зависимости кропотлив и сложен, поэтому у схем компенсации с подобным стабилитроном не удается получить хороших показателей.

При термокомпенсации важна и внешняя тепловая переходная характеристика диода,- которая представляет собой зависимость ухода

напряжения на диоде от времени

Рис. 9.14


при скачкообразном изменении внешней температуры. Внешняя тепловая переходная характеристика близка к экспоненте, она

10 70 30 Рис. 9.15

1=50мА

Рис. 9.16

определяется не только конструкцией диода, способом его крепления, но и условиями теплообмена. У стабилитрона и термокомпенсирующих диодов переходные характеристики (тепловые постоянные времени) должны по возможности совпадать, иначе при изменении температуры в переходном режиме термокомпенсация не будет удовлетворительна.

Включение термокомпенсирующих диодов в схему стабилизации отражается на ее показателях. Внутреннее сопротивление термоком-



пенсированного стабилитрона rji: увеличивается по сравнению с г,-одного стабилитрона, причем

(9.28)

где? гтк-дифференциальное внз'треннее сопротивление последовательно включенных термокомпенсирующих,диодов. Удобно применять стабилитроны с внутренней термокомпенсацией, представляющие собой два п-р-перехода, включенных навстречу друг

другу и образованных на одном кристалле. Их характеристика симметрична (рис. 9.17).

В другой схеме стабилизатора с термокомпенсацией (рис. 9.18) источник £2 создает дополнительную подпитку компенсирующих диодов, что,- во-первых, уменьшает их сопротивление и, во-вторых, позволяет подобрать такой ток, при котором их температурный уход напряжения кратен температурному уходу напряжения основногчэ стабилитрона, что дает возможность достичь полной компенсации.

Непостоянство напряжения Е^, вносит в выходное напряжение дополнительную нестабильность, которая оценивается коэффициентом £2- Чтобы нестабильность была мала, сопротивление резистора R, должно быть значительно больше внутреннего сопротивления компенсирующих диодов, а это повышает расход мощности и, следовательно, снижает к. п'. д. стабилизатора.

и

Рис. 9.17



Рис. 9.18

Рис. 9.19

Для псл-учения лучшей стабильности при больших изменениях входного напряжения стабилизатора применяют двухкаскадные схемы (рис. 9.19). Первый каскад образован резистором R и последовательно соединенными стабилитронами Д^, Да- Второй каскад состоит из гасящего резистора R стабилитрона Дд и термокомпенсирующих диодов Д4 и Д5.

Коэффициент нестабильности каскадного соединения практически равен произведению коэффициентов нестабильности отдельных каскадов, а выходное сопротивление равно выходному сопротивлению последнего каскада. Первое положение основано на том, что подсоединение звена R2, Дд практически не сказывается на показателях первого



каскада, так как его выходное сопротивление много меньше сопротивления резистора R. Потери мощности в двхкаскадной схеме значи- тельно больше, чем. в однокаскадной, поэтому она применяется весьма редко.

§ 9.6. Достижимый коэффициент нестабильности . схем на стабилитронах

На основании приведенных формул для расчета нестабильности выходного напряжения складывается впечатление, что эта нестабильность может быть-сделана сколь угодно малой, если увеличивать сопротивление гасящего резистора R (см. рис. 9.8). Однако оно обманчиво, так как с ростом сопротивления для получения того же тока стабилитрона необходимо увеличить напряжение питания Е. Напряжение питания при увеличении обычно не меняет свою относительную нестабильность АЕ/Е, что вызывает рост Af. .Поэтому даже при очень малом коэффициенте нестабильности изменения выходного напряжения получаются заметными.

Правильный вывод о максимально достижимой нестабильности стабилизированного стабилитроном напряжения можно сделать, рассматривая относительный коэффициент нестабильности:

kEor.-kEE/UnE/iRrU)- (9.29)

Напряжение, подводимое ко входу стабилизатора,

E = ih + h)Rr + U, (9.30)

. K = (E-U)/(I, + Q. , (9.31)

Здесь /н - ток нагрузки, а /<. - ток стабилитрона.

Подставив это соотношение в формулу для Й£оти> после несложных преобразований получим

kEoru [Г, (/и + 1с)/иу[1 - и/Е]. (9.32)

С ростом напряжения Е знаменатель этого выражения будет стремиться к единице, а коэффициент нестабильности - к минимуму. Это минимальное значение и есть предел, достигаемый в такой схеме стабилизации:

fB отн min П{1и + 1с)/и. (9.33)

Таким образом, минимальная нестабильность выходного напряжения стабилизатора у простой схемы стабилизации

AUin = riiI, + h)AE/E. . (9.34)

Реально достижимая нестабильность всегда больше:

А^досх == A(; in/[1 - и/Е]. (9.35)

Если напряжение питания в два раза больше напряжения стабилитрона, то достигнутая нестабильность в два раза хуже минимальной.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 [ 61 ] 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов