Stabilizatorlarga qo‘yiladigan talablar

|
Stabilizatorlarga qo‘yiladigan talablar
|
bet | 24/43 | Sana | 16.01.2024 | Hajmi | 4,76 Mb. | | #139134 |
Bog'liq KIRISHStabilizatorlarga qo‘yiladigan talablar. Ta’minot manbaining vazifasi va yuklamaning turiga qarab stabilizatorga quyidagi talablar qo‘yiladi:
yuqori FIK;
yuqori stabilizatsiya koeffitsiyenti 𝐾st;
chiqish kuchlanishini (tokini) ohista yoki bo‘sag‘ali (bosqichma-bosqich) rostlash imkoniyati;
minimal tashqi o‘lcham va og‘irlik;
chiqish kuchlanishining minimal pulsatsiyasi.
Parametrik stabilizatorlar
Parametrik stabilizatorlarning asosiy xususiyatlari quyidagilar hisoblanadi: soddaligi, yuqori bo‘lmagan FIK (ayniqsa o‘zgaruvchan yuklama qarshiligida), kichik stabilizatsiya koeffitsiyenti, qo‘shimcha o‘tish tranzistoridan foydalanmasdan turib chiqish kuchlanishining aniq qiymatini olish va uni rostlashning murakkabligi.
Stabilitron asosida yig‘ilgan eng oddiy parametrik kuchlanish stabilizatorining sxemasi va VAXsi 3.4-rasmda keltirilgan.
3.4-rasm. Stabilitron asosida yig‘ilgan parametrik kuchlanish stabilizatori:
a) prinsipial sxemasi; b) stabilitronning volt-amper xarakteristikasi.
Kuchlanishni stabillash (barqarorlash) uchun teskari tok 𝐼st.min dan 𝐼st.max oralig‘ida o‘zgarganda teskari kuchlanish o‘zgarmas bo‘lgan volt-amper xarakteristikasining qismidan foydalaniladi. Stabilizatsiya tokining minimal 𝐼st.min va maksimal 𝐼st.max qiymati stabilitronning turi (nominali) bilan aniqlanadi. Kichik quvvatli stabilitronlar uchun stabilizatsiya chegaraviy toklarining tipik qiymatlari quyidagicha: 𝐼st.min = 3 − 5 mA, 𝐼st.max = 20 − 45 mA.
Agar stabilizatsiyaning teskari toki 𝐼st.min dan kamaysa, u holda stabilizatsiya rejimi buziladi. Agar teskari tok 𝐼st.max qiymatidan oshsa, stabilitronning tiklanadigan buzilishi tiklanmaydigan issiqlik buzilishiga aylanadi.
Stabilizatsiya tokini cheklash 𝑅b ballast rezistor yordamida amalga oshiriladi. Bu qarshilikda ortiqcha kuchlanish pasayadi, yani ∆𝑈 = 𝑈kir − 𝑈chiq . 𝑅b qarshilik qiymatini tanlash yuklama toki, kirish kuchlanishi va tanlangan stabilitron stabilizatsiya tokining o‘zgarish oralig‘ini hisobga olgan holda amalga oshiriladi.
Stabilizatorning kuchlanish bo‘yicha stabillash koeffitsiyenti (3.4-rasm) ballast rezistor 𝑅b qarshiligining stabilitron differensial qarshiligi 𝑟d ga nisbati (𝐾st = 𝑅b/𝑟d) orqali taxminan aniqlanishi mumkin.
𝐾st ni oshirish uchun 𝑅b qarshilik qiymatini oshirish va 𝐼st ning barcha
o‘zgarish diapazonida stabilizatsiya kuchlanishining o‘zgarishi kichik bo‘lgan stabilitronni tanlash maqsadga muvofiq. 3.4-rasmdagi sxema uchun 𝐾st ning qiymati 20 dan 40 birlikkacha bo‘lgan oraliqda bo‘ladi.
Oddiy stabilizatorlarning kamchiliklaridan biri chiqish kuchlanishining haroratga bog‘liqligidir. 𝑈chiq chiqish kuchlanishining haroratga bog‘liq
o‘zgarishini kichik harorat koeffitsiyentili kuchlanish stabilitronlaridan foydalanish
hisobiga yoki termokompensatsiyalovchi sxemalarni qo‘llash hisobiga kamaytirish mumkin.
3.5-rasmda parametrik stabilizatorning termokompensatsiya bilan yaxshilangan sxemasi ko‘rsatilgan.
3.5-rasm. Termokompensatsiyali parametrik stabilizator sxemasi
VD2, VD3, VD4 diodlari VD1 tayanch diodidagi kuchlanishni termokompensatsiyalash uchun mo‘ljallangan. 3.5-rasmdagi sxema uchun Uchiq=UVD1+UVD2+UVD3+UVD4, bunda UVD1 – kremniyli stabilitronning tayanch kuchlanishi, UVD1, UVD2, UVD3 – termokompensatsiyalovchi germaniyli diodlari (yoki teskari yo‘nalishda ulangan stabilitron diodi) dagi to‘g‘ri kuchlanishlari.
Termokompensatsiyalovchi diodlarning soni qarama-qarshi yo‘nalishda ulangan kremniyli stabilitron diodlarining turi va soniga qarab tanlanadi. Termokompensatsiyalovchi diodlar ishlatilganda 𝐾st taxminan 2-4 marta kamayadi. Shuningdek qo‘shimcha diodlar sxema chiqish qarshiligining oshishiga olib keladi.
Ikki kaskadli sxemani qo‘llab, termokompensatsion diodli qurilmalarning stabilizatsiya koeffitsiyentini oshirish mumkin (3.6-rasm).
Natijaviy stabillash koeffitsiyenti alohida kaskadlar stabillash koeffitsiyentlarining ko‘paytmasi (𝐾st = 𝐾st1 ∙ 𝐾st ) ga teng bo‘ladi. Chiqish qarshiligi 2-kaskadning chiqish qarshiligi bilan aniqlanadi. Birinchi kaskad maksimal stabillash koeffitsiyentiga ega bo‘lishi uchun termokompensatsiyani faqat ikkinchi kaskadda qo‘llash tavsiya etiladi.
3.6-rasm.Termokompensatsiyali ikki kaskadli stabilizator
Termokompensatsion diodlar orqali oqayotgan tokni oshirish evaziga sxema chiqish qarshiligini pasaytirish mumkin.
3.7-rasm. Chiqish qarshiligini pasaytiruvchi ikki kaskadli parametrik stabilizator 3.7-rasmda keltirilgan stabilizatorda qo‘shimcha 𝑅d qarshilik orqali oqib
o‘tuvchi tok VD4-VD6 diodlari orqali o‘tadi. Bunda termokompensatsiyalovchi diodlarning dinamik qarshiligi pasayadi va natijada chiqish qarshiligi kamayadi. Bu sxemaning yana bir xususiyati shundan iboratki (3.7-rasm) 𝑅d qarshilik qiymatini o‘zgartirib termokompensatsiyani ohista sozlash imkoniyati mavjudligidir. Stabilizatorning kamchiligi (3.7-rasm) termokompensatsion diodlar orqali oqayotgan tokning ko‘payishi natijasida foydali ish koeffitsiyentining kamayishidir.
Parametrik stabilizatorlarning yuklama qobiliyatini oshirish. Yuqorida ko‘rib chiqilgan parametrik stabilizatorlar barcha sxemalarining o‘ziga xos xususiyati
shundaki, o‘zgaruvchan yuklamada maksimal chiqish toki stabilitronning maksimal stabilizatsiya tokidan oshishi mumkin emas. Umumiy kollektor sxemasi bo‘yicha ulangan tranzistor yordamida stabilizatorning chiqish tokini oshirishish mumkin (3.8-rasm).
3.8-rasm.Yuklama qobiliyatini oshirishuvchi parametrik stabilizator
𝑅b va VD diod elementlari yuklamasi VT tranzistorining bazasi hisoblanadigan oddiy parametrik stabilizatorni hosil qiladi. Ko‘rilayotgan sxemada tranzistor yuklama tokining kuchaytirgichi hisoblanadi 𝐼e ≈ 𝛽𝐼b, bunda 𝛽 – tranzistor tokining uzatish koeffitsiyenti. Baza-emitter o‘tishida kuchlanish pasayishining qiymati deyarli doimiy va nisbatan katta emas (germaniyli tranzistorlar uchun 0,5 V gacha va kremniyli tranzistorlar uchun 1,0 V gacha), yukladagi kuchlanish VD tayanch diodining stabilizatsiya kuchlanishiga teng deb hisoblash mumkin. 𝑈yu = 𝑈st − 𝑈be ≈ 𝑈st.
Qurilmaning normal ishlashi uchun quyidagi tengsizlik bajarilishi kerak
𝐼y/𝛽 < (𝐼st.max − 𝐼st.min), bunda 𝐼st.max va 𝐼st.min – stabilitron stabilizatsiya tokining maksimal va minimal qiymatlari. Tranzistorning 𝛽 qiymatini tanlashda shuni yodda tutish kerakki, tranzistor tomonidan stabilitrondan olingan tok qancha kam bo‘lsa 𝐾st shuncha yuqori bo‘ladi.
Katta quvvatli tranzistorlar, ma’lumki kichik tok kuchaytirish koeffitsiyentiga
ega (10 dan 40 gacha) bo‘ladi. Shuning uchun katta yuklama toklarini olish uchun Darlington sxemasiga muvofiq ulangan ikkita yoki undan ko‘p tranzistorlardan foydalanish mumkin.
3.8-rasmdagi stabilizatorni eng oddiy kompensatsion stabilizator sifatida qarash mumkin, chunki unda kuchlanish bo‘yicha manfiy teskari aloqa amalga oshiriladi. Payqash qiyin emaski, rostlovchi element sifatida boshqarish uchun past kuchlanishni (taxminan 0,2 - 0,6) talab qiladigan tranzistor ishlatilgan bo‘lib, bu esa o‘lchash elementi va o‘zgartiruvchi qurilmasiz bajarishga imkon beradi.
Stabilizatorning ishlashi shundan iboratki, normal rejimda (beqarorlashtiruvchi omillar bo‘lmaganda) stabilitronda 𝑈st tayanch kuchlanishi hosil qilinadi, ushbu kuchlanish tranzistorning baza-emitteri va yuklama o‘rtasida taqsimlanadi 𝑈st = 𝑈be + 𝑈y, ya’ni VT tranzistorning ochilish darajasini (kollektor-emitterning o‘tishdagi qarshilik 𝑅ke) aniqlaydigan qandaydir 𝑈be =
𝑈st − 𝑈y qiymat o‘rnatiladi. Faraz qilaylik, yuklama qarshiligi o‘zgaradi, bu esa
yuklama tokining o‘zgarishiga olib keladi. Ya’ni, ushbu beqarorlashtiruvchi omil chiqish kuchlanishining qiymatini o‘sish yoki pasayish yo‘nalishi bo‘yicha o‘zgartirishga moyildir. Stabilizatsiya jarayonini sxematik tarzda quyidagicha tasvirlash mumkin:
UyUbe Rke Uke (Uy = Ukir – Uke) Uy Ube Rke Uke (Uy = Ukir – Uke).
3.8-rasmdagi sxemadagi stabilitronga parallel ravishda ulangan potentsiometr chiqish kuchlanishini ohista sozlash imkonini beradi (3.9-rasm).
3.9-rasm. Chiqish kuchlanishi sozlanadigan parametrik stabilizator
Chiqish kuchlanishini sozlash bilan sxemani hisoblashda stabilizatorning normal ishlashi uchun tok tranzistorning katta bazaviy tokining Rp orqali kamida 3 marta ko‘proq oqishini ta’minlash kerak.
|
| |