Несмотря на широкое применение интегральных стабилизаторов напряжения (СН),
которые имеют ряд несомненных преимуществ перед стабилизаторами напряжения на
дискретных элементах, в практике нередко встречаются случаи, когда интегральные
СН не удовлетворяют необходимым требованиям.
Например часто оказывается недостаточным их максимальный ток нагрузки
(примерно 1 ...1,5А). Не всегда устраивает максимально допустимое входное
напряжение, невозможность устанавливать желаемый ток защиты. Поэтому приходится
использовать СН на дискретных элементах.
В литературе было описано большое количество таких СН. Все разнообразие схем СН
является вариантами или модификациями сравнительно небольшого числа основных
схем стабилизаторов. Рассмотрим некоторые часто применяемые СН.
Рис.1.
На. рис. 1 приведена схема СН, применяемая в малогабаритных блоках питания
калькуляторов, плееров и т.п. Этот СН имеет защиту от коротких замыканий на VD2
и R2, которая работает следующим образом. По мере роста тока нагрузки растет ток
базы VT1, а значит, и эмиттерный ток VT2, создавая на R2 падение напряжения.
При некотором значении этого тока падение напряжения на R2 превышает выходное
напряжение СН, и диод VD2 закрывается.
Дальнейшее увеличение нагрузки переводит
транзистор в режим источника тока, т.к. напряжение на его базе фиксировано.
Поэтому выходное напряжение с ростом нагрузки, падает. Ток короткого замыкания
примерно на 50% больше тока отсечки, т.е. тока, при котором начинает действовать
защита (рис.2), где:
IКЗ = 1,51отс
Рис.2.
Этот СН имеет невысокий коэффициент стабилизации напряжения (около 125). Это
объясняется тем, что составной транзисторный каскад при открытом диоде VD1 является эмиттерным
повторителем и имеет коэффициент усиления по напряжению меньше 1.
Стабильность
выходного напряжения определяется стабильностью опорного напряжения, снимаемого
со стабилитрона VD1. Ток через стабилитрон зависит от входного напряжения и тока
базы VT2. Изменение этого тока А1СТ приводит к изменению опорного напряжения
ΔICT на величину
ΔUCT
ΔUCT =
ΔICTRg, где:
- Rg — дифференциальное сопротивление стабилитрона.
Следовательно, изменение входного напряжения передается на базу транзистора
VT2, оказывая дестабилизирующее действие на СН.
Рис.3.
Значительно увеличить коэффициент стабилизации СН можно, если
застабилизировать ток, протекающий через VD1. Для этого проще всего
использовать источник тока на полевом транзисторе, т.к. он представляет собой
двухполюсник и может быть просто включен вместо резистора R1 без изменения
монтажа имеющегося СН.
Схема такого СН приведена на рис.3. Здесь, как и в СН на
рис.1, ток короткого замыкания регулируют подбором резистора R2.
Рис.4.
Схема стабилизатора напряжения на рис.4 отличается от предыдущей более
надежным узлом защиты, в котором ток эмиттера VT2 создает падение напряжения на резисторе, R1. При
определенном токе нагрузки полевой транзистор VT1 начинает запираться, прекращая
тем самым увеличение тока через нагрузку.
Надеемся, что данные рекомендации приведенные в статье, позволят вам улучшить
работу имеющегося у вас аналогичного стабилизатора или произвести необходимый
ремонт и модернизацию.
А. Николаев
