§ 11.3]

ряют, будет ли при е = ех макс прямая + R пересекаться с характеристикой бареттера в пределах рабочего участка. Последовательное включение бареттеров недопустимо-из-за большого дифференциального сопротивления даже незначительная разница в характеристиках бареттеров приведет к тому, что падения напряжения на них будут очень неодинаковыми, один из них может перегрузиться

Рис. 11.10. Схемы параметрических стабилизаторов и их графический расчет:

а) схема стабилизатора тока на бареттере, б) ее графический расчет, ) схема стабилизатора напряжения иа стабилитроне, г) ее графический

расчет.

дальше точки Б, а другой, наоборот, будет работать с недогрузкой. Качество стабилизации характеризуется относительной нестабильностью тока А/вых/гвых. гле Агу,; взято для реального диапазона изменений эдс выпрямителя и сопротивления нагрузки.

Крайние режимы работы стабилитрона в схеме стабилизатора напряжения выражаются уравнениями:

{вых макс + сг м н) (?в+ -б) вых. (11 -273)

(12.276)

вх мин

вх макс (вых мии + ст макс) (в + i

ВЫХ ВЫХ

вых -0.5(agyj,j,-f-Uijjjij). Условие зажигания стабилитрона

вх мии

с(?в + ?б)> за -

(11.28)

§ 11.4. Стабилизаторы напряжения с обратной связью

Основные свойства стабилизаторов. Простейший стабилизатор содержит всего одну лампу-схема рис. 11.11. В этой схеме сетка лампы заземлена по переменной составляющей, входное напряжение подано на анод лампы, а выходное Ug получается на катоде. Входное и выходное напряжения, падение напряжения на лампе Ид , а также эдс выпрямителя е и выходной ток стабилизатора /дих содержат постоянные и переменные составляющие. К переменным составляющим будем относить всякие изменения напряжений и токов, включая самые медленные изменения.

Рассматривая работу стабилизатора, прежде всего заметим, что изменение входного напряжения, например увеличение, вызывает возрастание выходного тока и выходного напряжения. Следовательно, потенциал катода повышается относительно опорного потенциала сетки f/. Понижение потенциала сетки относительно катода препятствует возрастанию тока через лампу. Благодаря действию сетки происходит лишь незначительное увеличение выходного напряжения.

Переменная составляющая потенциала сетки, равная <,g. = = - вых~> обусловливает возникновение эквивалентной переменной эдс-А вых. в анодной цепи лампы, направленной навстречу изме-

Эти зависимости графически изображены на рис. 11.10, г. Исходные данные для расчета стабилизатора: a, вых мин, выхмако относительное изменение сетевого напряжения б. Расчет сводится к выбору таких достаточно больших сопротивления /?g и эдс евх ин1 Р торых, во-первых, обеспечивается зажигание стабилитрона избранного типа и, во-вторых, обеспечивается нахождение рабочей точки на участке АБ характеристики стабилитрона. Если рабочая точка оказалась выше точки Б, то необходимо увеличить и ввмакс- Если это не помогает, то нужно выбрать стабилитрон с ббльшим диапазоном токов.

Следует заметить, что параллельное включение стабилитронов недопустимо. Вследствие малого дифференциального сопротивления R даже небольшая разница в характеристиках приведет к перегрузке одного и недогрузке или даже погасанию другого стабилитрона.

Качество стабилизации выражается относительным изменением выходного напряжения АИвых/ вых, вых определено при реальном изменении напряжения сети и сопротивления нагрузки. Небольшая нестабильность выходного напряжения происходит также вследствие временного и температурного дрейфа напряжения на стабилитроне, а также из-за малых относительно быстрых флуктуации этого напряжения.

во;- 4

а) 6)

Рис. 11.11. Простейший стабилизатор напряжения с обратной

связью:

а) схема, б) аквивалентная схема для переменных составляющих.

ЧТО переменные составляющие разложены на отдельные гармоники. Чтобы определить абсолютный коэффициент стабилизации Н = =вх /вых- = 1/* и выходное сопротивление Z 3g = Z*Bux, выясним, каковы параметры цепей стабилизатора. Коэффициент передачи через лампу от анода к катоду в отсутствие обратной связи (когда сетка соединена с катодом) и при Z = oo равен единице, следовательно, /<= 1. Выходное сопротивление прямой цепи Zb = /?,-, или с учетом выходного сопротивления выпрямителя Zux = .в + i-Усиление обратной цепи 0 = -р.. По формулам (5.8) и (5.9) получаем:

l-I(-p) 1-Ьр

у 7* вых в Ь Ri

стаб-вых- - .

Если учесть, что стабилизатор нагружен, то

(11.29) (11.30)

нагр

вых Ь 1

нениям входного напряжения (рис. 11.11 б). Эта эдс, вычитаясь из входного напряжения, действует как эдс обратной связи 6= 1Ивых~> уменьшая величину напряжения Ив х.-

вых- = вх- + -ос = вх- - }А вых

Поскольку процессы, происходящие в стабилизаторе, принципиально ничем не отличаются от процессов в усилителе с обратной связью, для описания работы стабилизатора можно воспользоваться выводами, сделанными в § 5.2 для схемы рис. 5.1. Будем полагать.