Красная книга начиная с стр 101

25(1)

24(2)

Стабилизатор напряжения (СН) — это устройство, поддерживающее (с определенной точностью) неизменным напряжение на нагрузке. Обычно СН представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования напряжения, в которой выходное напряжение поддерживается равным или пропорциональным стабильному опорному напряжению, создаваемому специальным источником опорного напряжения (ИОН). Стабилизаторы такого типа, называемые компенсационными, содержат регулирующий элемент (биполярный или полевой транзистор), включаемый последовательно или параллельно нагрузке. Регулирующий элемент может работать в активном (непрерывном) режиме, в этом случае стабилизатор называется линейным или с непрерывным регулированием, а также в ключевом (импульсном) режиме. В этом случае стабилизатор называется ключевым или импульсным.

Импульсные ИСН обладают по сравнению с линейными рядом преимуществ. КПД их несравненно выше, так как благодаря использованию ключевого режима работы регулирующего транзистора средняя рассеиваемая в нем мощность оказывается существенно меньше, чем в линейном стабилизаторе. Кроме того, наряду с обычным режимом понижения входного напряжения (Step-Down), импульсные ИСН могут работать в режиме его повышения (Step-Up) и инвертирования (Inverting).

Рассмотрим коротко принцип действия понижающего, повышающего и инвертирующего импульсных стабилизаторов напряжения, упрощенные структурные схемы силовой части которых изображены на рис. 1а, б и в соответственно.

Рис. 1. Структурные схемы импульсных стабилизаторов напряжения:

а) понижающий стабилизатор; б) повышающий стабилизатор; в) инвертирующий стабилизатор; г) обратноходовой преобразователь

Для понижающего стабилизатора (рис. 1а), когда VT1 находится в состоянии насыщения, диод VD1 закрыт, через катушку L1 течет линейно нарастающий ток, и в это время происходит накопление энергии в катушке и заряд конденсатора C2. Когда VT1 переходит в состояние отсечки, ток через катушку начинает уменьшаться, полярность напряжения на ней изменяется, открывается диод, и катушка становится источником питания нагрузки. Затем процесс повторяется. Аналогично работают повышающий и инвертирующий стабилизаторы, с той разницей, что благодаря другому порядку включения катушки, диода и транзистора в повышающем стабилизаторе выходное напряжение является суммой входного напряжения и напряжения на катушке, а в инвертирующем — напряжение на катушке, приложенное к выходу стабилизатора через диод, получается отрицательным.

Существуют также импульсные стабилизаторы напряжения, в которых в качестве узла накопления энергии используется импульсный трансформатор. Достоинство таких стабилизаторов, а точнее преобразователей напряжения (они могут быть как повышающими, так понижающими и инвертирующими) — гальваническая развязка между источником входного напряжения и нагрузкой, и возможность получения нескольких различных выходных напряжений.

Определенным недостатком импульсных стабилизаторов по сравнению с линейными является наличие у них переменной составляющей тока нагрузки, поэтому импульсные ИСН не применяют в аналоговых устройствах со слабыми сигналами, или же используют совместно с линейными стабилизаторами.

Дата добавления: 2015-05-06