Стабилизаторы напряжения и тока на ИМС (СИ)

Рис. 5.Схема образования двуполярного стабилизированного напряжения:

а— на разнополярных стабилизаторах,б —на одинаковых стабилизаторах

В первом случае входная и выходная цепи имеют общую шину. Пусть, например, имеются только положительные стабилизаторы. Тогда в стабилизаторе по второй схеме их можно применить, если оба канала по входным цепям гальванически развязаны, чтобы можно было заземлять положительный полюс нижнего (по схеме) стабилизатора. Источником опорного напряжения для одного из каналов служит стабилитрон, а для второго — выходное напряжение первого стабилизатора. Для этого необходимо включить делитель из двух резисторов между выводами +U _СTи — U _CTстабилизаторов и подвести напряжение средней точки делителя к неинвертирующему входу ОУ второго стабилизатора, заземлив инвертирующий вход ОУ. Тогда выходные напряжения двух стабилизаторов (несимметричные в общем случае) связаны и регулирование напряжений осуществляется одним переменным резистором.

Если для питания устройства используется одна батарея, а необходимы два питающих напряжения с заземленной средней точкой, тр можно применить активный делитель на ОУ с повторителями для увеличения нагрузочной способности (рис. 6).

Рис. 6.Преобразование однополярного напряжения в симметричное двуполярное

Если R1 = R2,то равны и выходные напряжения относительно заземленной средней точки. Через выходные транзисторы V T1и V T2протекают полные токи нагрузки, а падения напряжения на участках коллектор — эмиттер равны половине входного напряжения. Зто надо иметь в виду при выборе радиаторов охлаждения.

Ключевые стабилизаторы напряжения зарекомендовали себя наилучшим образом с точки зрения экономичности, так как КПД таких устройств всегда высокий. Несмотря на их сложность по сравнению с линейными стабилизаторами-, только за счет уменьшения размеров теплоотводящего радиатора проходного транзистора ключевой стабилизатор позволяет уменьшить габариты регулируемого мощного источника питания в два–три раза. Недостаток ключевых стабилизаторов заключается в повышенном уровне помех. Однако рациональное конструирование, когда весь блок выполнен в виде экранированного модуля с расположенной непосредственно на теплоотводе мощного транзистора платой управления, позволяет свести помехи к минимуму. Устранить «пролезание» высокочастотных помех в не–стабилизиоованный источник первичного питания и нагрузку можно путем включения последовательно радиочастотных дросселей, рассчитанных на постоянный точ 1…3 А. Имея в виду эти замечания, подготовленный радиолюбитель может браться за создание ключевых стабилизаторов напряжения, в которых с успехом работают интегральные компараторы.

Для примера приведём описание релейного стабилизатора на базе микросхемы К554СА2 (рис. 7).

Рис.7. Релейный стабилизатор с регулированием выходного напряжения

В нем компаратор DA1работает от источников напряжением + 12 и — G В. Эта комбинация образована подключением вывода 11положительного питания DA1к эмиттеру транзистора V TI(+18 В), вывода 2 — к стабилитрону V D6(примерк +6 В), вывода 6отрицательного питания — к нулевому потенциалу общей шины. Опорное напряжение стабилизатора формируется диодами V D3— VD5,оно равно +4,5 В. Это напряжение подается ка неинвертирующий вход компаратора DA1,включенного по схеме детектора уровня с гистерезисной характеристикой из-за положительной обратной связи по цепи R5, R3.Цепь отрицательной обратной связи замыкается через усилительный транзистор V T2,ключевой элемент на транзисторах V T3, VT4и фильтр L 1C7.Глубину отрицательной обратной связи по выходному напряжению регулируют переменным резистором R4,в результате оно изменяется в пределах 4…20 В при минимальном входном нестабилизированном напряжении +23 В и максимальном — до +60 В с применением элементов, рассчитанных на такое напряжение. В то же время переменная составляющая выходного напряжения (пульсации) проходит без ослабления через конденсатор С4,поэтому регулирование выходного напряжения не приводит к пропорциональному изменению пульсаций.