пруги, ЕС - елемент порівняння, У - підсилювач постійного струму, РЕ - регулюючий елемент.
2. Вибір і обгрунтування принципової схеми
Високі якісні показники мають ПСН, в якості УПТ яких застосовані ОУ в інтегральному виконанні, представленому на малюнку 2. Поліпшення параметрів ПСН при застосуванні в них ОУ обумовлюється високим коефіцієнтом посилення ОУ і глибокої ООС, що охоплює стабілізатор.
Малюнок 2 - Принципова схема ПСН на основі ОУ
Регулюючий елемент виконаний на транзисторі VT1, в якості УПТ застосований ОУ DA1.
Неінвертуючий вхід ОП підключений до параметричного стабілізатору на резисторі R2 і стабілітрон VD1, службовцю джерелом опорного напруги. З дільника R3, R4, R5 знімається частина вихідної напруги, яке в ОУ порівнюється з опорною напругою. Вихід ОУ підключений до бази VT1, включеного за схемою з ОК, що обумовлює більш низький вихідний опір ПСН, ніж при включенні VT1 по схемі з ОЕ.
Резистор R1 служить для обмеження вихідного струму ОУ, а за допомогою резистора R4 можна регулювати вихідну напругу ПСН в невеликих межах.
Для живлення ОП і пристроїв на них застосовуються, як правило, двухполярной напругу. Для його отримання можуть використовуватися 2 однакових ПСН, показаних на малюнку 3.
У номінальному режимі потенціал середньої точки дільника R7 - R8 буде дорівнює потенціалу загальної шини, тобто 0. Т. о., U ДІФ2=U 02=0. При зменшенні негативного U вих2 потенціал инвертирующего входу DA2 стає позитивним. Ця напруга посилюється і інвертується, тому U ВИХІД DA2 стає більш негативним; струми бази, колектора, емітера збільшуються, U КЕ VT2 падає, а U ВИХІД збільшується до номінального значення.
При зменшенні позитивного U ВИХ1 через зовнішніх факторів або за рахунок регулювання резистором R4, потенціал середньої точки дільника R7 - R8 стає негативним. Ця напруга посилюється і інвертується ОУ DA2, його вихідна напруга стає більш негативним. У результаті U БЕ2 падає, його струми бази, колектора, емітера зменшуються, а U КЕ2 зростає до тих пір, поки потенціал середньої точки дільника R7 - R8 не стане рівним 0, це відбудеться при U ВИХ1=U вих2.
Малюнок 3
. 1 Захист ПСН на основі ОУ від перевантажень по струму і КЗ в навантаженні
Перевантаження по струму в ПСН виникають при неприпустимому зниженні опору навантаження і при КЗ виходу стабілізатора. При цьому струм через регулюючий транзистор зростає до неприпустимою величини і він виходить з ладу. Для запобігання виходу з ладу елементів стабілізатора в його схему запроваджується захист по струму.
Малюнок 4 - Структурна схема захисту: RS1 - шунт (датчик струму), УПТ - підсилювач постійного струму, ІУ - виконавчий пристрій.
Робота захисту здійснюється наступним чином: в номінальному режимі роботи стабілізатора через опір навантаження і шунт RS1 протікає струм IH, що не перевищує встановленої величини струму захисту I З.
У УПТ струм через RS1 або пропорційні йому падіння напруги на RS1 порівнюються з величиною U З або I З. Перевищення струму навантаження над I З викликає появу сигналу на виході УПТ і спрацьовування ІУ, яке або розриває ланцюг навантаження, вимикаючи РЕ, або подзапірает регулюючий транзистор. Таким чином, захист може здійснюватися двома способами:
а) повне знеструмлення навантаження, тобто відсічення струму навантаження;
б) обмеження струму навантаження на певному рівні.
В якості виконуючого пристрою, як правило, використовуються напівпровідникові елементи і іноді електромагнітні реле.
Малюнок 5 - Схема стабілізатора із захистом за другим способом
Захист з обмеженням за рівнем струму навантаження заснована на формі вхідної характеристики кремнієвого транзистора, що має вигляд, представлений на малюнку 6.
Малюнок 6
Точка перегину вхідної характеристики Uпор (порогове) характеризує напруга між базою і емітером, вище якого спостерігається швидке зростання струму бази, тому при перевищенні струмом навантаження значення IЗ=Uпор/RS1, Іб починає різко збільшуватися, струм колектора також різко зростає. VT2 входить в насичення, при якому UКЕ2 приблизно дорівнює нулю, і шунтує емітерний перехід VT1 в замикаючому напрямку, тому IЕ VT1 не може перевищувати заданої величини IЗ. В якості VT2 необхідно вибирати кремнієвий транзистор з частотними властивостями не гірше, ніж у VT1. Елементи RS1 і VT2 можуть бути включені в загальну шину живлення.
Повне замикання РЕ за першим способом ...
