Op-ampdagi kompensatsion kuchlanish stabilizatori. Op-amp asosidagi kuchlanish stabilizatorlari

Boshqarish tranzistori operatsion kuchaytirgich bilan almashtirilgan yuqori sifatli stabilizatorning sxemasi 2-rasmda ko'rsatilgan. 15.7. Op-amp unipolyar musbat kuchlanish bilan quvvatlanadi U kirish (bu holda, op-ampning chiqishida salbiy kuchlanish talab etilmaydi), bu deyarli 30 V chiqish kuchlanishiga ega stabilizator davrlarida standart operatsion kuchaytirgichlardan foydalanishga imkon beradi.

Rezistor R 2 va tranzistor VT 2 chiqish oqimini cheklash sxemasini hosil qiladi. Nominal yuk oqimlarida kuchlanishning pasayishi R 2 tayanch-emitter birikmasining tetik kuchlanishidan oshmaydi VT 2, tranzistor VT 2 yopiq va stabilizator pallasining ishlashiga ta'sir qilmaydi. Qo'shimcha chiqish oqimi kuchaytirgichi bilan ishlaydigan kuchaytirgich VT 1 teskari bo'lmagan UPT sxemasiga muvofiq ulanadi, undan chiqish kuchlanishini hisoblash uchun bog'liqlik kelib chiqadi.

Agar kuchlanish pasayishi bo'lsa R 2 taxminan 0,6 V ga teng qiymatdan oshib ketadi, tranzistor VT 2 ochiladi va tranzistor bazasi oqimining yanada oshishiga yo'l qo'ymaydi VT 1. Shunday qilib, stabilizatorning chiqish oqimi daraja bilan cheklanadi
.

Shakldagi diagramma bo'yicha stabilizatorning sifat ko'rsatkichlari. 15.7 quyidagi munosabatlar bilan belgilanadi:

A) stabilizatsiya koeffitsienti (agar almashtirsangiz, uni oshirish mumkin R 1 ta joriy manba)

;

b) chiqish empedansi

,

Qayerda TO– op-ampning kuchlanish ortishi;

r tashqariga– op-ampning chiqish qarshiligi;

V) kuchlanishning harorat koeffitsienti

Qayerda
– op-amp egilish kuchlanishining siljishi;

– op-amp kirish oqimining siljishi;

TKN st - zener diyot kuchlanishining harorat koeffitsienti.

Ko'rib chiqilgan barcha stabilizatorlar beqarorlikni samarali ravishda bostiradi U kiritish nafaqat sekin tebranishlar tufayli tarmoq kuchlanishi, balki pulsatsiyalar ham U elektron tekislash filtri vazifasini bajaradigan rektifikatordan keyin kiritish. Shuning uchun stabilizatorning kirishida nisbatan yuqori darajadagi kuchlanish dalgalanishiga ruxsat beriladi.

15.6 doimiy kuchlanish stabilizatori mikrosxemalari

Shakldagi sxemaga o'xshash kuchlanish stabilizatorlari. 15.7, integral mikrosxemalar shaklida qilingan. K142 seriyali kuchlanish stabilizatori mikrosxemalarining asosiy xarakteristikalari 15.1-jadvalda keltirilgan. Ular orasida

-kuchlanishning beqarorlik koeffitsienti;

– joriy beqarorlik koeffitsienti.

15.1-jadval – K142 seriyali doimiy kuchlanish stabilizator mikrosxemalarining xarakteristikalari

	,	,	,	,	,	,
		35	51% 15

K142EN1 (2, 3, 4) stabilizatorlari tashqi komponentlarni ulashni talab qiladi (teskari aloqa zanjiri bo'linmasi, tuzatish elementlari, oqim muhofazasi). K142EN5 (6, 8) mikrosxemalari sobit qiymatlar uchun funktsional jihatdan to'liq stabilizatorlardir. U Chiqish K142EN5 mikrosxemasining chiqish kuchlanishi 5 V ni tashkil qiladi, bu qiymat IC instansiyasiga qarab ± 0,2 V ga o'zgarishi mumkin. Maksimal yuk oqimi 3 A. Minimal kirish kuchlanishi 7,5 V. Termik himoya stabilizatorni o'chiradi. kristall harorati 175 o C ± 10%, agar ruxsat etilgan oqim qiymati (20-25)% ga oshib ketgan bo'lsa, oqim himoyasi ishga tushiriladi.

Chiziqli deb ataladigan parallel va ketma-ket turdagi stabilizatorlarning muhim kamchiliklari boshqaruv tranzistoridagi katta quvvat yo'qotilishi (boshqariladigan qarshilik) va natijada unchalik yuqori emas. Samaradorlikni oshirish istagi impuls regulyatsiyasi bilan stabilizatorlarni yaratishga olib keldi, unda tartibga soluvchi element vaqti-vaqti bilan yopiq kalit (odatda kommutatsiya rejimida tranzistor) bo'lib, yukni kirish doimiy kuchlanish manbaiga ulaydi. U kiritish Agar almashtirish davrida bo'lsa T kalit bir muddat yopiq qoladi t ustida, keyin yukdagi kuchlanishning doimiy komponenti U tashqariga = U kiritish t yoqilgan /T.

Impuls stabilizatoridagi tartibga soluvchi tranzistor kalit rejimida ishlaydi, ya'ni. ko'pincha u kesish yoki to'yinganlik rejimida bo'ladi. Transistorlar va impuls qurilmalarining asosiy ish rejimlari "Elektron sxemalar va mikrosxemalar" fanini o'rganishda hisobga olinadi.

V. Krilov

OPAMPDA BIPOLARY VOLTAJLIK STABILIZATLARINI QURILISH

Operatsion kuchaytirgichlar (OA) tobora ko'proq havaskor radio jihozlarining turli xil komponentlarida, shu jumladan barqarorlashtirilgan quvvat manbalarida qo'llaniladi. Op kuchaytirgichlar stabilizatorlarning sifat ko'rsatkichlarini va ularning ishlash ishonchliligini keskin oshirish imkonini beradi. Stabilizatorlarda op-amplarning qo'llanilishi "Radio" jurnalida o'qilishi mumkin (1975, No 12, 51, 52 va 1980, № 3, 33 - 35). Quyidagi maqolada qurilish tasvirlangan. op-amp yordamida bipolyar stabilizatorlar.

Eng oddiy bipolyar, kuchlanish stabilizatorini rasmda ko'rsatilganidek, ikkita bir xil unipolyardan olish mumkin. 1.

Guruch. 1. Ikkita bir xil unipolyardan qurilgan stabilizator sxemasi

Ushbu bipolyar stabilizator har bir qo'l uchun 0,5 A gacha bo'lgan oqimni ta'minlay oladi.Kirish kuchlanishi ±10% ga o'zgarganda stabilizatsiya koeffitsienti 4000. Yuk qarshiligi noldan maksimalgacha o'zgarganda stabilizatorning chiqish kuchlanishi o'zgaradi. 0,001% dan ko'p bo'lmagan, t ya'ni uning chiqish qarshiligi 0,3 MOhm dan oshmaydi. Maksimal yuk oqimida 100 Gts chastotali chiqish kuchlanishining dalgalanishi - 1 mV dan ko'p bo'lmagan (ikki amplituda).

Bipolyar stabilizatorni qurishning ushbu usulining afzalligi aniq - ikkala qo'l uchun bir xil turdagi elementlardan foydalanish imkoniyati. Kamchilik shundaki, bu holda kirish AC kuchlanish manbalari umumiy nuqtaga ega bo'lmasligi kerak, boshqacha qilib aytganda, tarmoq transformatorida ikkita ikkilamchi o'rash, ikkita alohida rektifikator va rektifikatorli to'rt simli stabilizator talab qilinadi.

Ulanish simlarini uchtaga qisqartirish uchun sizga tartibga soluvchi element kerak (tranzistorlar V4, V5) Stabilizatorning pastki qo'lini diagrammaga muvofiq uning musbat simidan manfiy simga o'tkazing (yuqori qismi o'zgarishsiz qoladi). Buni boshqa tuzilishdagi tranzistorlar yordamida amalga oshirish mumkin: n - R -n tranzistor uchun V4 Va R- n - R Uchun V5 (2-rasm, a). Op kuchaytirgichning chiqish kuchlanishi A2 bu holda umumiy simga nisbatan salbiy bo'ladi. Parametrlarga ko'ra, bu. yuqorida tavsiflanganidan deyarli farq qilmaydi.

E'tibor bering, tartibga soluvchi elementning ko'rsatilgan uzatilishi bilan biz tranzistorlardan faqat bittasini almashtirish bilan cheklanishimiz mumkin, ya'ni V5, agar siz sxema bo'yicha tartibga soluvchi aralash tranzistorni yoqsangiz (2-rasm, b)- bir vaqtning o'zida stabilizatorning ikkala qo'lida kuchli tartibga soluvchi tranzistorlar (VI Va V4 shaklga ko'ra. 2, a) o'zgarishsiz qoladi. Tartibga soluvchi elementning bunday modifikatsiyasi bilan stabilizatsiya koeffitsienti deyarli bir xil bo'lib qoladi (taxminan 4000), lekin pastki qo'lning chiqish qarshiligi oshishi mumkin, chunki kompozit tartibga soluvchi tranzistorga o'tishda afzallik ikkita tranzistorning kombinatsiyasiga xosdir. tartibga soluvchi elementdagi turli tuzilmalar yo'qoladi (bu haqda ko'proq "Radio", 1975 yil, 12-son, 51-betga qarang). Ko'rib chiqilayotgan stabilizatorlarni eksperimental sinovdan o'tkazishda, masalan, chiqish qarshiligining uch baravar oshishi qayd etildi.

Bipolyar stabilizatorning ikkala qo'lidagi bir xil turdagi kuchli tartibga soluvchi tranzistorlar, agar kompozit tranzistorning sxemasiga ko'ra, stabilizator qo'lining yuqori pallasining tartibga soluvchi elementi kiritilgan bo'lsa ham foydalanish mumkin (2-rasm). 2, c), turli tuzilmalarning tranzistorlarini boshqa stabilizatorda qoldirish.

Guruch. 2. Bitta rektifikatordan quvvatlanadigan stabilizator sxemasi

Guruch. 3. Chiqish kuchlanishidan op-ampni quvvatlaydigan stabilizator sxemasi

Ko'rib chiqilayotgan stabilizatorlarda op-amp to'g'ridan-to'g'ri kirish unipolyar kuchlanishidan quvvatlanadi, ammo bu faqat kirish kuchlanishi op-ampning nominal besleme zo'riqishiga taxminan teng bo'lgan hollarda mumkin. Agar bu kuchlanishlarning birinchisi ikkinchidan oshib ketsa, u holda op-ampni, masalan, kirish kuchlanishini kerakli darajaga cheklaydigan eng oddiy parametrik stabilizatorlardan quvvatlantirish mumkin.1 Vol. stabilizator qo'llarining har birining ta'minot kuchlanishi op-ampni quvvatlantirish uchun zarur bo'lganidan sezilarli darajada past bo'lganda. siz uni bipolyar kuchlanish bilan oziqlantirishga o'tishingiz kerak. Bipolyar stabilizatorlarda bu nisbatan sodda tarzda amalga oshiriladi.

Shaklda. 3-rasmda chiqish bipolyar kuchlanishi ta'minot kuchlanishiga teng bo'lgan stabilizatorning sxemasi ko'rsatilgan, bu ularni to'g'ridan-to'g'ri stabilizatorning chiqishidan quvvatlantirishga imkon berdi. Transistorlar V3 Va V8 op-amp chiqish kuchlanishini kerakli darajaga oshirishni ta'minlash, V4 tranzistorning emitentini himoya qiladi V3 op-ampning chiqishida (uning bipolyar quvvat manbai bilan) paydo bo'lishi mumkin bo'lgan teskari kuchlanishdan, masalan, vaqtinchalik jarayonlarda. Emitent va tranzistor bazasi o'rtasidagi ruxsat etilgan maksimal teskari kuchlanish op-ampning besleme kuchlanishidan oshib ketganda, bunday diyotdan foydalanish kerak emas. Shuning uchun asosiy tranzistorda V8 diod yo'q.

Malumot kuchlanish manbalarining joylashuvi (zener diodlari V5 Va V9) ilgari ko'rib chiqilgan stabilizator bilan solishtirganda (2, a-rasmga qarang) bu erda tranzistorlarda qo'shimcha kuchaytirgichlar mavjudligida teskari aloqaning salbiy xususiyatini saqlab qolish uchun o'zgartiriladi. V3 Va V8. stabilitronlarning har biri ham salbiy bo'ladi V5 Va V9 mos keladigan op-ampning teskari kirishi va stabilizatorning umumiy simini ulang, ammo ko'rib chiqilayotgan holatda bunday ulanish qabul qilinishi mumkin emas, chunki bu K1UT401B op-amp uchun maksimal umumiy rejim kuchlanishidan oshib ketadi ( yangi nom K.140UD1B) ±6 V ga teng.

Op-ampni chiqish kuchlanishi bilan quvvatlantirganda, stabilizatorni ishga tushirishning ishonchliligiga alohida e'tibor berilishi kerak. Ko'rib chiqilayotgan holatda, bunday boshlash yuk rezistorlari orqali kirish kuchlanishini qo'llashdan so'ng darhol ta'minlanadi. R2 Va R9 asosiy tranzistorlar oqmoqda V2 Va V7 mos ravishda. Shu bilan birga, stabilizator qo'llarining tartibga soluvchi elementlari ochiladi, chiqish kuchlanishlari kuchayadi, qurilma ish rejimiga kiradi.

Ushbu stabilizatorning eksperimental sinovi quyidagi natijalarni berdi: kirish kuchlanishi ±10% ga o'zgarganda stabilizatsiya 10 000 dan oshganda, chiqish qarshiligi 3 MOhm.

Yuqorida muhokama qilingan barcha bipolyar kuchlanish stabilizatorlari umumiy sim bilan bog'langan ikkita unipolyar stabilizatorlarning kombinatsiyasi bo'lib, ularning chiqish kuchlanishlari bir-biridan mustaqil ravishda o'rnatiladi. Bipolyar stabilizatorning bunday konstruktsiyasi bilan stabilizatorni o'rnatishda ham, uning ish sharoitida ham uning qo'llarining kuchlanishlarining tengligini ta'minlash qiyin. Bir qator hollarda, masalan, "-kuchlanish" konvertorlarida, bipolyar stabilizator umumiy simga nisbatan chiqish kuchlanishining simmetriyasiga nisbatan juda yuqori talablarga bo'ysunadi. Bunday talablarning bajarilishi stabilizatorda nisbatan sodda tarzda ta'minlanadi, uning diagrammasi shaklda ko'rsatilgan. 4.

Guruch. 4. nosimmetrik chiqish kuchlanishiga ega stabilizator

Bu erda diagramma bo'yicha yuqori qismi avvalgi stabilizatorning yuqori qo'lidan farq qilmaydi (3-rasmga qarang). elka boshqacha qurilgan. Op-ampning teskari kirishi umumiy simga ulangan va shuning uchun bu kirishdagi kuchlanish nolga teng. Op-ampning differentsial kirish kuchlanishi ahamiyatsiz bo'lgani uchun (bir necha millivolt), inverting bo'lmagan kirishdagi kuchlanish nolga teng bo'ladi. Ammo bu op-amp kiritish kuchlanish bo'luvchining o'rta nuqtasiga ulangan R14 R15, stabilizatorning ekstremal terminallari orasiga ulangan; Shu sababli, UOUT kuchlanishining mutlaq qiymati. Stabilizatorning pastki qo'lining chiqishida n quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:

qaerda Uout. n - yuqori qo'lning kuchlanishi.

Rezistorlarning qarshiliklari teng bo'lsa R14 Va R15 Pastki qo'lning chiqishi avtomatik ravishda yuqori qismning kuchlanishiga tenglashtiriladi va qurilma uning qiymatini doimiy ravishda "nazorat qiladi". Misol uchun, agar biz trimmer qarshiligidan foydalansak R8 UOut kuchlanishini oshiring. c, bu op-ampning inverting bo'lmagan kirishida kuchlanishning oshishiga olib keladi A2 va shuning uchun uning chiqishida. Qayerda V8 yopila boshlaydi, tartibga soluvchi tranzistordagi kuchlanish V6 kamayadi. Pastki tomonning chiqish kuchlanishi op-ampning teskari bo'lmagan kirishidagi kuchlanish darajasiga ko'tariladi. A2 yana nolga, ya'ni yangi o'rnatilgan UVIX darajasiga teng bo'ladi. B.

Shunday qilib, ko'rib chiqilayotgan bipolyar stabilizatorda ikkala qo'lning chiqishidagi kuchlanish bitta kesish qarshiligi bilan AOK qilinadi. R8, va musbat va salbiy chiqish kuchlanishlarining mutlaq qiymatlarining tengligi R14 = R15 faqat ushbu rezistorlarning aniqlik sinfi bilan belgilanadi.

O'zlariga ko'ra sifat ko'rsatkichlari Stabilizator avvalgisidan farq qilmaydi.

Op-amp va qisqa tutashuvdan himoyalangan stabilizator. Stabilizatorda (16.41-rasm, a) ichida Taqqoslash moslamasi sifatida op-amp ishlatiladi. Diyotdan mos yozuvlar kuchlanishi VD2 inverting bo'lmagan kirishga beriladi va pulsatsiyalanuvchi chiqish kuchlanishi inverting kirishiga beriladi. Diyot orqali salbiy teskari aloqa VD1 va ikkita tranzistor amortizatsiya funktsiyalarini bajaradi. Stabilizatorni qisqa tutashuvdan himoya qilish uchun rezistor kiritilgan R5. Yuk ko'rsatkichlari rasmda ko'rsatilgan. 16.41, (egri 1) va shakl. 16.41, G. Agar siz zanjirlarning ulanishlarini almashtirsangiz R4, VD2 Va R6 - R8, yuk xarakteristikasi egri chiziqqa o'xshaydi 2 rasmda. 16.41, da. Shaklda. 16.41, b Chiqish kuchlanishining og'ish stabilizatorning kirish kuchlanishiga bog'liqligi ko'rsatilgan.

Guruch. 16.41

Op-amp kuchlanish stabilizatorlari. Stabilizator (16.42-rasm, a) 0,5 A yuk oqimida 15 V chiqish kuchlanishini ta'minlaydi. Ushbu sxemada barqarorlashtiruvchi element op-amp bo'lib, uning yordamida siz 4-10 dan ortiq stabilizatsiya koeffitsientini olishingiz mumkin. 4. Diyot tomonidan ishlab chiqarilgan mos yozuvlar kuchlanishi VD1 va tranzistor VT3, op-ampning bitta kirishiga beriladi, ikkinchi kirish esa ajratgichga ulanadi, bu esa stabilizator yoqilganda ishga tushishini ta'minlaydi. Yo'naltiruvchi kuchlanishning yuqori barqarorligi zanjir bilan ta'minlanadi VD1, VT3, unda tranzistor oqim generatori sifatida ishlaydi.

Tranzistorning teskari oqimining ta'sirini kamaytirish uchun VT1 rezistor ishlatiladi R1. Rezistor R2 tranzistorning asosiy oqimini cheklaydi VT2. Sozlash zanjiri parametrlari R3 C1 chuqur teskari aloqa bilan op-ampning ishlashini hisobga olgan holda tanlangan.

Stabilizatorning chiqishida op-ampning besleme zo'riqishidan oshib ketadigan kuchlanishni olish uchun siz rasmdagi sxemadan foydalanishingiz kerak. 16.42, b. Ushbu sxemada kuchaytirgich qo'shimcha stabilizatsiya bosqichidan quvvatlanadi Rl, VD1, VD2 24 V kuchlanishni ta'minlaydigan ushbu sxema yordamida siz 1 A yuk oqimida 2-10 4 dan ortiq stabilizatsiya koeffitsientini olishingiz mumkin.

Guruch. 16.42

Guruch. 16.43-rasm. 16.44

Sozlanishi stabilizatsiya koeffitsienti bilan stabilizator. Stabilizator (16.43-rasm) 10 5 dan ortiq stabilizatsiya koeffitsientiga ega. Rezistorning qarshiligiga qarab R4 Stabilizatsiya koeffitsienti ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin. Transistor tomonidan ajratilgan quvvatni kamaytirish uchun VT3, rezistor yoqiladi R7. Ushbu qarshilikning qarshiligi doimiy yuk oqimi bilan belgilanadi. Yuk qarshiligining o'zgarishi bilan bog'liq oqim tranzistor orqali oqadi VT3.

Op-amp asosidagi yuqori kuchlanish stabilizatori. Yuqori kuchlanishli kuchlanish stabilizatori (16.44-rasm) 10 3 dan ortiq stabilizatsiya koeffitsientiga ega. U 0,1 A gacha bo'lgan oqimlar uchun mo'ljallangan. Kuchaytiruvchi element sifatida op-amp ishlatiladi, uning ta'minot kuchlanishi 100 V darajasiga ko'tariladi. Stabilizatorning noto'g'ri ishlashini oldini olish uchun kirish kuchlanishini oshirish maqsadga muvofiqdir. kerakli qiymatga muammosiz.

Guruch. 16.45

Yuqori kuchlanish stabilizatori. Yuqori kuchlanish stabilizatori (16.45-rasm) chiqishda £ 00 V ga ega.Yuklash oqimi 0,1 A bo'lganida, kirish kuchlanishi 300 V bo'lishi kerak. Zanjirning stabilizatsiya koeffitsienti 10 4 dan ortiq. Bunga uch turdagi pulsatsiyani susaytirish orqali erishiladi. Zener diyotlaridan foydalanish VD1 - VD3 mos yozuvlar kuchlanishi 250 V ga o'rnatiladi. Zener diodlarining ichki qarshiligini kamaytirish uchun kondansatör kiritilgan C1, rezistor bilan birga R1 filtrlash sxemasini hosil qiladi. Asosiy stabilizator sxemasi op-amp va boshqaruv tranzistorlaridir VT1 Va VT2. Zener diodlaridan foydalanish VD5 Va VD6 op-amp kirishidagi kuchlanish bir necha voltgacha kamayadi. Ushbu darajada chiqish kuchlanishidagi o'zgarishlar sodir bo'ladi. Yo'naltiruvchi kuchlanish ham ushbu diapazonda yotadi. Chiqish kuchlanishidagi barcha o'zgarishlar op-ampning kuchayishi bilan ko'paytiriladi va bu o'zgarishlarni tekislaydigan boshqaruv tranzistorlarining kirishiga beriladi.

Keling, 4-rasmda ko'rsatilgan 36V va 1A stabilizator kanali uchun hisob-kitobni amalga oshiramiz.

4-rasm - Ikkinchi kanal stabilizatori sxemasi

Stabilizatorning kerakli stabilizatsiya koeffitsientini aniqlaymiz:

VT1 boshqaruv tranzistorining dam olish nuqtasini o'rnatamiz. 1 A yuk oqimi va 51 V chiqish zo'riqishida kollektor-emitter birikmasining o'rtacha kuchlanishi 51-36 = 15 V bo'lishi kerak. Keyin tranzistorning kollektorida quvvat sarfi taxminan 15 Vtni tashkil qiladi. 5-rasmda ko'rsatilganiga yaqin chiqish xarakteristikasiga ega tranzistorni tanlaymiz, yukning to'g'ri chizig'ini quramiz va o'rtacha kirish kuchlanishi uchun A dam olish nuqtasini belgilaymiz.

Grafik hisob-kitoblarga ko'ra, biz VT1 regulyator tranzistorini maksimal kollektor oqimining katta qiymati bilan tanlaymiz (chunki nominal oqim katta va 1A ga teng), masalan, MT7667. Parametrlari: maksimal kollektor oqimi I kmmax =3 A, maksimal kollektor-emitter kuchlanishi U kmax =50 V, maksimal quvvat tranzistorning kollektorida tarqalish P kmax = 25 Vt, oqim kuchayishi h 21e = 70..100, oqim uzatish koeffitsientining kesish chastotasi f g = 30 MGts.

Shakl 5 - Boshqaruv tranzistorining chiqish xarakteristikasi

Shunga ko'ra, kirish xarakteristikasi bo'yicha

6-rasm - Boshqaruv tranzistorining kirish xarakteristikasi

Boshqaruv tranzistorining o'rtacha oqim kuchayishidagi tinch tayanch oqimi:

5, 6-rasmga ko'ra tanlangan asosiy oqim hisoblanadi

U outO = U be + U nmax< U выхmaxОУ;

Ube = 1,51 V;

U nmax =36·0,01+36=36,36 V

U chiqishi OU = 1,51+36,36=37,9 V

I outputOU = I bmax VT1 =;

Tanlang operatsion kuchaytirgich PM155C, parametrlari bilan: quvvat manbai kuchlanishi U IP =40..50 V, daromad 450, kirish qarshiligi Rin =25 MOhm, quvvat sarfi 200 mVt, kirish oqimi Iin =80 nA, chiqish kuchlanishi va oqimning qiymatlari op-amp: U outmaxOA =50 V, I chiqishmaxOA =40 mA.

Biz mos yozuvlar kuchlanishini 2N3623 zener diyot yordamida yaratamiz, buning uchun: nominal stabilizatsiya kuchlanishi 5 V, stabilizatsiya oqimi 20 mA.

U op = U st< U нmin ;

R1 ballast rezistorining qarshiligini aniqlaymiz. Shartdan I st nom >> I kiritish birligi

R1 = = =2300 Ohm.

Biz 2,3 kOhm standart qiymatini qabul qilamiz.

R4 rezistorning qarshiligini ifodadan aniqlaymiz:

U in =I bVT1 R4+U b,

Biz 2,7 kOhm standart qiymatini qabul qilamiz.

Op-ampning kerakli chiqish parametrlarini qayta aloqani kiritish orqali ta'minlash mumkin. Teskari aloqa pallasini hisoblaylik: R2-R3, 10 daromad bilan - pastroq qiymatlarda sezgirlik past bo'ladi, kattaroq qiymatlarda op-amp tezda to'yinganlikka o'tadi.

Menni ifodalab, biz quyidagilarni olamiz:

Shuningdek. Rezistorlar ta'sirini oldini olish uchun katta ta'sir sxemaning ishlashi uchun, ya'ni. Ajratuvchi oqim bir necha milliamper edi, keling, R3=51kOm qiymatini olaylik, keyin R2==525kOm (Eng yaqin standart 510kOm).

Keling, R5-R6 ajratgichning qarshiligini hisoblaylik. Ajratuvchi oqimni 1 mA ga o'rnatib, 5V ga yaqin, lekin undan kamroq (op-amp chiqishida ijobiy signal olish uchun) qayta aloqa kuchlanishini hosil qilamiz:

R5=(36-5)/0,001=31 kOm;

R6=5/0,001=5 kOm.

Biz standart qiymatlarni qabul qilamiz R5 = 33 kOm R6 = 5,1 kOhm

Qarshiliklarni tanlashning to'g'riligini tekshiramiz:

R6 dan olingan geribildirim kuchlanishi mos yozuvlar kuchlanishidan (5V) kamroq, ya'ni rezistorlarni tanlash to'g'ri amalga oshirilgan.

Qisqa tutashuvdan himoya qilish sxemasining elementlarini hisoblaylik. 1 A ichida yuk oqimi bo'lgan tranzistor VT2 kesish rejimida. Yuk oqimi 1 A dan oshganda, VT2 ochilib, VT1 bazasini qisqa tutashuvga olib keladi va uni yopadi, bu esa yuk oqimining cheklanishiga olib keladi. VT2 kollektor-emitter birikmasiga ochiq holatda qo'llaniladigan kuchlanish minus R4 bo'ylab kuchlanish tushishi (36-1,51 = 34,49 V) va diyotdagi kuchlanish oldinga yo'nalishda taxminan 34 V bo'ladi. ochiq holat I biz uchun taxminan 36 mA (5-rasm).

Tok sensori sifatida qarshiligi 1 Ohm bo'lgan R7 rezistorini olaylik. Keyinchalik, 1 A dan ortiq bo'lmagan yukda nominal oqim bilan, undagi kuchlanishning pasayishi 1V dan oshmaydi.

2N2411 tranzistorini VT2 sifatida tanlaymiz, quyidagi parametrlar bilan: maksimal kollektor oqimi I kmax = 160 mA, oqim kuchayishi h 21e = 100, maksimal kollektor-emitter kuchlanishi U kmax = 100 V, tranzistor kollektorida maksimal quvvat sarfi P kmax = 160 mVt. Diod VD4 - DN380: U OBR max =100 V, I max vd =1 A

Tanlangan ish rejimiga ko'ra (7-rasm) kollektor oqimi VT2 ni chiqish xarakteristikasidan topish mumkin (8-rasm).

Shakl 7 - VT2 tranzistorining kirish xarakteristikasi

8-rasm - VT2 tranzistorining chiqish xarakteristikasi

Chiqib ketish rejimi uchun U bo'lsin<1 В и насыщения U бэ >1,2V. Asosiy oqimdagi mos keladigan o'zgarish R8 qarshiligi bilan ta'minlanadi.

R8= U be / I b = 1/1·10 -3 =1 kOm

C1 kondansatörü UPS yoqilganda himoya pallasining noto'g'ri ishlashini oldini oladi va qisqa muddatli impulslarni o'tkazish uchun uning sig'imi mos ravishda tanlangan. C1=3,3 nF qiymatni olaylik.

Haddan tashqari kuchlanishdan himoya qilish sxemasi elementlarining reytinglarini hisoblaylik. Biz 2S514A zener diyotini tanlaymiz: stabilizatsiya kuchlanishi 40V, minimal stabilizatsiya kuchlanishi 38V, stabilizatsiya oqimi 15mA; minimal stabilizatsiya oqimi 10mA; tranzistorli optokupl AOT120EC: kirish oqimi 3mA, izolyatsiya kuchlanishi 500V, maksimal kirish kuchlanishi 1,6V.

Agar yuk kuchlanishi 38V dan oshsa, summasiga teng zener diyotining stabilizatsiya kuchlanishi va optokupldagi to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishning pasayishi (0,1 dan 0,5 V gacha), VD5 ochiladi va oqim oqishi boshlanadi (minimal stabilizatsiya oqimi). Optokuplning kirish ochilish kuchlanishi 1,6V bo'lishini ta'minlash uchun R9 qarshiligi 1,6/0,005=320 Ohm dan oshmasligi kerak. R9=300Ohm standart qiymatini olaylik.

9-rasm - Simulyatsiya diagrammasi

10-rasm - Simulyatsiya sxemasining chiqishi

Ta'minot kuchlanishining barqarorligi zaruriy shart to'g'ri ishlash ko'p elektron qurilmalar. Tarmoq kuchlanishi o'zgarganda va yuk tomonidan iste'mol qilinadigan oqim o'zgarganda yukdagi doimiy kuchlanishni barqarorlashtirish uchun filtrli rektifikator va yuk (iste'molchi) o'rtasida doimiy kuchlanish stabilizatorlari o'rnatiladi.

Stabilizatorning chiqish kuchlanishi ham stabilizatorning kirish kuchlanishiga, ham yuk oqimiga (chiqish oqimi) bog'liq:

O'zgartirilganda kuchlanishning umumiy differentsial o'zgarishini topamiz va:

O'ng va chap tomonlarni ga bo'laylik, shuningdek, o'ng tarafdagi birinchi hadni ga, ikkinchi hadni esa ga ko'paytiramiz va bo'lamiz.

Belgilanish bilan tanishish va chekli bosqichlarga o'tish, bizda bor

Bu erda stabilizatsiya koeffitsienti nisbiy birliklarda kirish va chiqish kuchlanishlarining o'sishi nisbatiga teng;

Stabilizatorning ichki (chiqish) qarshiligi.

Stabilizatorlar parametrik va kompensatsiyaga bo'linadi.

Parametrik stabilizator chiziqli bo'lmagan xarakteristikaga ega bo'lgan elementdan foydalanishga asoslangan, masalan, yarimo'tkazgichli zener diodi (1.3-bandga qarang). Qaytariladigan elektr uzilish sohasidagi zener diyotidagi kuchlanish qurilma orqali teskari oqimning sezilarli o'zgarishi bilan deyarli doimiy bo'ladi.

Parametrik stabilizatorning diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 5.10, a.

Guruch. 5.10. Parametrik stabilizator (a), qo'shimchalar uchun uning ekvivalent sxemasi (b) va stabilizatorli (egri 2) va stabilizatorsiz (egri) rektifikatorning tashqi xususiyatlari (c)

Stabilizatorning kirish kuchlanishi zener diyotining stabilizatsiya kuchlanishidan kattaroq bo'lishi kerak. Zener diodi orqali oqimni cheklash uchun ballast rezistor o'rnatiladi Chiqish kuchlanishi zener diyotidan chiqariladi. Kirish kuchlanishining bir qismi rezistorda yo'qoladi, qolgan qismi yukga qo'llaniladi:

Biz buni hisobga olamiz, olamiz

Eng katta oqim zener diyotidan o'tadi

Eng kichik oqim zener diyotidan o'tadi

Agar shartlar bajarilsa - stabilizatsiya bo'limini cheklovchi zener diyot oqimlari, yukdagi kuchlanish barqaror va tengdir. dan.

Oqim kuchayganda, kuchlanish pasayishi ga ortadi. Yuk qarshiligi oshishi bilan yuk oqimi kamayadi, zener diodi orqali oqim bir xil qiymatga oshadi, yuk bo'ylab va yuk bo'ylab kuchlanish pasayishi o'zgarishsiz qoladi.

Uni topish uchun biz shakldagi stabilizator uchun ekvivalent sxemani quramiz. 5.10 va o'sish uchun. Chiziqli bo'lmagan element stabilizatsiya bo'limida ishlaydi, bu erda o'zgaruvchan oqimga qarshilik qurilmaning parametridir. Stabilizatorni almashtirish sxemasi rasmda ko'rsatilgan. . Ekvivalent sxemadan biz olamiz

Stabilizatorda buni hisobga olsak, bizda bor

Topish uchun , xuddi kuchaytirgichlarning parametrlarini hisoblashda (2.3-bandga qarang), biz ekvivalent generator teoremasidan foydalanamiz va o'rnatamiz , keyin stabilizatorning chiqishidagi qarshilik.

(5.16), (5.17) ifodalar stabilizatorning parametrlari ishlatiladigan yarimo'tkazgichli zener diodining (yoki boshqa qurilmaning) parametrlari bilan aniqlanishini ko'rsatadi. Odatda parametrik stabilizatorlar uchun u 20-40 dan oshmaydi, lekin bir necha ohmdan bir necha yuz ohmgacha o'zgaradi.

Ba'zi hollarda bunday ko'rsatkichlar etarli emas, keyin kompensatsion stabilizatorlar qo'llaniladi. Shaklda. 5.11-rasmda kompensatsiya stabilizatorlarining eng oddiy sxemalaridan biri ko'rsatilgan, unda yuk tartibga soluvchi chiziqli bo'lmagan element, tranzistor V orqali kirish kuchlanish manbaiga ulangan. OS signali op-amp orqali tranzistorning bazasiga beriladi. Op-ampning kirishi yuqori qarshilikli rezistiv ajratgichdan va mos yozuvlar (mos yozuvlar) kuchlanishidan kuchlanishlarni oladi.

Guruch. 5.11. Eng oddiy sxema op-ampli kompensatsiya stabilizatori

Keling, stabilizatorning ishlashini ko'rib chiqaylik. Faraz qilaylik, kuchlanish kuchaygan, keyin esa ko'tarilgan va Bunday holda, op-ampning teskari kirishiga ijobiy kuchlanish o'sishi qo'llaniladi va op-ampning chiqishida salbiy kuchlanish o'sishi sodir bo'ladi. Asosiy va emitent kuchlanishlari o'rtasidagi farq tranzistor V ning boshqaruvchi emitent birikmasiga qo'llaniladi. Biz ko'rib chiqayotgan rejimda tranzistor oqimi V kamayadi va chiqishning kuchlanishi deyarli asl qiymatiga tushadi. Xuddi shunday, chiqishlarning o'zgarishi ortib borayotgan yoki kamaytirilganda ishlab chiqiladi: o'zgaradi, mos keladigan belgi paydo bo'ladi va tranzistor oqimi o'zgaradi. juda yuqori, chunki ish paytida zener diyotining ish rejimi deyarli o'zgarmaydi va u orqali o'tadigan oqim barqaror.

Kompensatsion kuchlanish stabilizatorlari IC shaklida ishlab chiqariladi, ular tartibga soluvchi chiziqli bo'lmagan element, tranzistor V, op-amp va yukni uning kirishiga bog'laydigan sxemalarni o'z ichiga oladi.

Shaklda. 5.10, c stabilizatorli quvvat manbaining tashqi xarakteristikasini ko'rsatadi, uning ish maydoni joriy qiymatlar bilan cheklangan