Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Основа большинства стабилизирующих схем — особый кремниевый диод, стабилитрон (Р-171;1), который сам по себе предназначен для стабилизации напряжения. Особенность его состоит в том, что в определенном режиме сопротивление этого диода сильно меняется при изменении пропускаемого им тока (такая характеристика у стабилитрона получается за счет определенных свойств самого полупроводникового материала), и в итоге напряжение на диоде остается неизменным. Если собрать делитель с кремниевым стабилитроном (Р-171;2) и менять подводимое к этому делителю напряжение, то сопротивление диода будет меняться и напряжение, снимаемое с диода, окажется стабилизированным.

Р-171

Используя стабилитрон в качестве источника опорного постоянного напряжения, можно создать электронную схему, которая будет управлять работой транзисторного фильтра и менять его режим таким образом, чтобы напряжение на выходе во всех случаях оставалось неизменным. Это настоящий электронный автомат, со следящей системой (Т-265), — он следит за изменением подводимого напряжения. И с памятью в виде стабилитрона: на нем записано опорное напряжение, по которому нужно равняться (Р-171;4).

Некоторые варианты стабилизированного выпрямителя, например схема, показанная на Р-171;5, позволяют в широких пределах регулировать выпрямленное напряжение U_пит. Изменяя с помощью U_уст «минус» на базе, мы меняем опорное напряжение и в итоге выпрямленное напряжение U_вых, которое достается нагрузке. Одна из практических схем такого выпрямителя с регулируемым напряжением приводится на К-15.

Т-287. Цепочки конденсаторов и диодов позволяют увеличивать выпрямленное напряжение. Понизить выпрямленное напряжение всегда просто: для этого достаточно увеличить сопротивление фильтра, ввести дополнительный гасящий резистор или делитель напряжения. А вот для того, чтобы получить выпрямленное напряжение побольше, нужно переделать или заменить силовой трансформатор, увеличить напряжение на его вторичной обмотке, которое подводится к выпрямителю. Есть, правда, и другой путь — умножение напряжения, но пользуются им сравнительно редко.

Самый простой из умножителей — это удвоитель напряжения (Р-172;1), он увеличивает напряжение вдвое. Происходит это за счет того, что в течение одного полупериода выпрямитель через Д₁ заряжает до амплитуды переменного напряжения конденсатор C₁, а в течение второго полупериода заряжает через Д₂ конденсатор С₂. Оба конденсатора включены последовательно по отношению к нагрузке, и поэтому напряжение на нагрузке (это, конечно, уже выпрямленное напряжение) равно сумме напряжений на С₁ и С₂. То есть равно удвоенному переменному напряжению, которое подводилось к выпрямителю. Из нескольких цепочек конденсатор — диод можно собрать утроитель напряжения, учетверитель и так далее. Схемы умножения, как уже говорилось, применяются редко; как правило, проще изменить данные вторичной обмотки силового трансформатора, увеличить напряжение на ней и использовать привычную схему выпрямителя без умножения.

Т-288. Чтобы увеличить постоянное напряжение, можно превратить его в переменное, повысить с помощью трансформатора и выпрямить. Если источник питания дает переменное напряжение, как, например, электросеть, то изменить это напряжение, повысить его или понизить, можно с помощью трансформатора. Но если питание осуществляется от источника постоянного напряжения, например от аккумулятора или гальванического элемента, то напряжение можно только уменьшить, так как постоянное напряжение не трансформируется (вспомните: переменное напряжение во вторичной обмотке трансформатора наводится только при изменении тока в первичной — Т-56, Т-60), и поэтому повысить его никак нельзя. А бывает, что повысить постоянное напряжение нужно обязательно. Например, при питании лампового приемника или передатчика от автомобильного аккумулятора он дает напряжение 12 В, а на аноды ламп нужно подать 150–200 В.

Когда-то эту задачу решали с помощью машинных преобразователей — умформеров, где в одной машине объединены электродвигатель с электрогенератором. Двигатель приводится в движение низким напряжением, он вращает ротор генератора, который уже дает высокое напряжение.

А вот другой путь: можно постоянное напряжение превратить в переменное, например, периодически разрывая цепь, а затем уже это переменное напряжение повысить с помощью трансформатора. В дотранзисторную эпоху такая операция осуществлялась с помощью вибропреобразователей (Р-172;3). Как только в обмотке I появляется ток, якорь притягивается, контакты 1, 2 разрываются, и ток прекращается. Тогда якорь возвращается на место, контакты 1, 2 замыкаются, и весь процесс начинается сначала.

Р-172