-rasm. Musbat kuchlanish stabilizatorili ikki qutbli ta’minot manbai

4.18-rasm. Musbat kuchlanish stabilizatorili ikki qutbli ta’minot manbai
4.19-rasmda μA723 integral stabilizatori (IS) ning ichki strukturasi (Fairchild
firmasi) va uning ulanish sxemasi keltirilgan. 4.19-rasmdan ko‘rinadiki, stabilizator tayanch kuchlanishi chiqishiga ega bo‘lib, uni tashqi rezistorli bo‘lgich (sxemada ko‘rsatilmagan) yordamida talab etilgan songacha kamaytirish mumkin. Bundan tashqari, maksimal chiqish tokining qiymatini o‘zgartirish imkoni mavjud (𝑅2 rezistori orqali). 𝑅3 va 𝑅4 rezistorlari differensial kuchaytirgichning noinvertorlovchi kirishiga berilgan “tashqi” tayanch kuchlanishi uchun kuchaytirish koeffitsiyentini beradi. 𝐶1 (sig‘imi 100 pF) va 𝐶2 (10 mkF) kondensatorlari ISning barqaror ishlashi uchun zarur.
Sxemaning (4.19-rasm) 𝑈chiq kuchlanishini rostlash quyidagicha amalga oshirilishi mumkin:
𝑈tay kuchlanish bo‘lgichi yoki differensial kuchaytirgichning noinvertorlovchi kirishiga tashqi tayanch kuchlanishini berish orqali;
𝑅3/𝑅4 qarshiliklar nisbatini o‘zgartirish orqali;
kuchaytirgich (+) musbat kirishidagi tayanch kuchlanishini 𝑅3/𝑅4
qarshiliklar nisbatining o‘zgarishi bilan bir vaqtda o‘zgartirish orqali.
4.19-rasm. μA723 integral stabilizatori va uning kuchlanishni stabillash uchun ulanish sxemasi
Shuni ta’kidlash joizki, 4.19-rasmdagi sxemalarga o‘xshash sxemalarda 𝑈chiq kuchlanishini rostlash chuqurligiga tayanch kuchlanishining mumkin bo‘lgan minimal qiymati cheklash kiritishi mumkin. Shunday qilib (ishlab chiqaruvchi firma tavsiyasiga ko‘ra) μA723 stabilizatori uchun kuchaytirgich kirishiga beriladigan
𝑈tay ning minimal qiymati 2 V ga teng. Bu shuni bildiradiki, chiqish kuchlanishi 2 V dan kichik bo‘lishi mumkin emas.
Uchta chiqishli stabilizator sxemasida 𝑈chiq kuchlanishini zarurat bo‘lganda o‘zgartirish mumkin. Chiqish kuchlanishini korreksiyalash (rostlash) usulidan biri, integral stabilizatorning umumiy chiqish zanjiriga stabilitron (yoki bir nechta stabilitronlar) ulash hisoblanadi (4.20-rasm).
Ikkala sxema uchun ham ISning COM chiqishi sun’iy (virtual) erga ulangan bo‘lib, haqiqiy erga ulinishga nisbatan 𝑈st VD stabilitron stabilizatsiya kuchlanishi qiymatiga “siljitilgan”. Bunda chiqish kuchlanishi 𝑈st VD + 𝑈st DA kuchlanishlari yig‘indisiga teng. ISning o‘zi 𝑈chiq kuchlanishining haqiqiy qiymati haqida “tushunchaga ega bo‘lmaydi”. Uning vazifasi OUT va COM chiqishlar orasida o‘zgarmas kuchlanish bilan ta’minlab berishdan iborat bo‘lib, IS aslida shu bilan “shug‘ullanadi”.
4.20-rasm. Stabilizatorning COM chiqish zanjiriga stabilitronning ulanishi:
IS yo‘qotishiga teng stabilizatsiyasi toki bilan;
stabilizatsiyaning oshgan toki bilan.
4.20.a-rasmda VD stabilitron orqali oqib o‘tadigan teskari tok qiymati IS iste’mol qiladigan tok bilan aniqlanadi, uni yo‘qotish toki deb ham ataladi. Umumiy holatda bu tokning qiymati 1 mA ga teng va u ISning ishlash rejimiga bog‘liq holatda o‘zgarishi mumkin. 4.20.b-rasmdagi sxemada stabilitron orqali qo‘shimcha stabilizatsiya toki oqib o‘tadi va uning qiymati 𝑈st DA/𝑅b ballast rezistori qarshiligining qiymati orqali aniqlanadi. Shu sababli stabilizatsiya 𝑈st VD kuchlanishining sifati oshadi, natijada chiqish kuchlanishi ham oshadi. 4.21-rasmdagi sxemada chiqish kuchlanishi zinasimon shaklda o‘zgaradi. Misol sifatida uchta stabilitron olingan, biroq ularning soni bir nechta bo‘lishi ham mumkin.
Umumiy holatda chiqish kuchlanishi (4.21a-rasm) sakkizta qiymatga ega bo‘lishi mumkin (4.1-jadval). Ayrim hollarda, agar hamma stabilitronlar bir xil bo‘lsa mumkin bo‘lgan 𝑈chiq qiymatlarining soni to‘rttagacha kamayishi mumkin.
4.21-rasm. Chiqish kuchlanishini zinasimon shaklda o‘zgartirish:
a) stabilitronlar ketma-ket ulangan;
stabilitronlar parallel ulangan.
4.1-jadval 4.21a-rasmdagi sxemada mumkin bo‘lgan 𝑈chiq kuchlanishlarining qiymati
𝑼𝒄𝒉𝒊𝒒
|
SA1
|
SA2
|
SA3
|
Ust DA
|
yopiq
|
yopiq
|
yopiq
|
Ust DA+ Ust VD1
|
ochiq
|
yopiq
|
yopiq
|
Ust DA+ Ust VD2
|
yopiq
|
ochiq
|
yopiq
|
Ust DA+ Ust VD3
|
yopiq
|
yopiq
|
ochiq
|
Ust DA+ Ust VD1+ Ust VD2
|
ochiq
|
ochiq
|
yopiq
|
Ust DA+ Ust VD2+ Ust VD3
|
yopiq
|
ochiq
|
ochiq
|
Ust DA+ Ust VD1+ Ust VD3
|
ochiq
|
yopiq
|
ochiq
|
Ust DA+ Ust VD1+ Ust VD2+ Ust VD3
|
ochiq
|
ochiq
|
ochiq
|
b-rasmdagi sxemada umumiy shinaga nisbatan virtual er potensialining “siljishi” stabilizatsiya kuchlanishi turli qiymatda bo‘lgan stabilitronlarning ulanishi sababli o‘zgaradi. Xuddi 4.21a-rasmdakeltirilgan sxemadagi kabi 𝑈chiq = 𝑈st DA ni olish mumkin (SA qayta ulagich o‘ng tomon oxirida bo‘lganda). Sxemani ishlatishda shuni e’tiborga olish kerakki, qayta ulagichni kommutatsiya (ulanish- ajratish) lashda vaqt oralig‘i bo‘lmasligi lozim, qachonki IS COM chiqishi minus simiga ulanmagan bo‘lsa, hamma IS ham bunday rejimga bardosh bera olmaydi.
4.22-rasmda chiqish kuchlanishi 𝑈st DA dan 𝑈st DA + 𝑈st VD gacha ohista rostlanuvchi ta’minot manbai sxemasi keltirilgan. 𝑅1, VD, 𝑅2 elementlari chiqish kuchlanishi rostlanuvchi parametrik stabilizatorni tashkil etadi. Bunda 𝑈chiq kuchlanishi 𝑈st DA kuchlanishidan ushbu kuchlanish qiymatiga farqlanadi.
4.22-rasm. Rostlanuvchi chiqish kuchlanishili uchta chiqishli stabilizator asosidagi ta’minot manbai
𝑈chiq kuchlanishini rostlashning yana bir usuli rezistiv kuchlanish bo‘lgichidan foydalanishdir (4.23-rasm). 𝑅1 va 𝑅2 rezistorlari chiqish kuchlanishi bo‘lgichini tashkil qiladi. Ushbu bo‘lgich chiqishiga ISning COM chiqishi ulanadi. Sxemaning chiqish kuchlanishi quyidagicha aniqlanadi:
𝑈chiq ≈𝑈stDA+𝐼b∙𝑅2, (4.5)
bunda, 𝐼b – kuchlanish bo‘lgichi orqali oqib o‘tadigan tok.
4.23-rasm. 𝑈chiq kuchlanishini kuchlanish bo‘lgich yordamida rostlash.
𝑅1 va 𝑅2 rezistorlar qarshiligini hisoblash quyidagi tartibda bajariladi:
kuchlanish bo‘lgichi orqali oqib o‘tadigan 𝐼b ≥ (3 − 5)𝐼y toki beriladi, bu erda 𝐼y – ISning yo‘qotish (iste’mol) toki;
rezistor qarshiligini aniqlash 𝑅1 ≈ 𝑈st DA/𝐼b;
𝑅1 ning qiymati aniq IS uchun foydalanish bo‘yicha tavsiya etilgan diapazoniga mos kelishini tekshirish lozim (142EN IS uchun 𝑅1=100÷300 Om);
agar 𝑅1 qarshilikning qiymati tavsiya etilgan qiymatga to‘g‘ri kelmasa, bunday holatda 𝐼b ning yangi qiymati beriladi;
𝑅2 rezistorning qarshiligi quyidagi ifoda orqali hisoblanadi:
𝑅2=(𝑈chiq−𝑈stDA)/𝐼b. (4.6)
Yo‘qotish 𝐼y toki hisoblash ifodalarida e’tiborga olinmagan, chunki uning haqiqiy qiymatini aniqlash murakkab bo‘lib, 𝐼y yo‘qotish toki stabilizator ishchi rejimiga bog‘liq bo‘ladi. Shuning uchun, hisoblashda yuqori natijaga ega bo‘lish uchun 𝐼b ning qiymati 𝐼y dan bir necha barobar katta bo‘lishi kerak. Ammo, hattoki 𝐼b bo‘lgichning toki 𝐼y yo‘qotish tokidan ancha katta bo‘lsa ham 𝑈chiq chiqish kuchlanishining aniq qiymatini o‘rnatish uchun qayta rostlash talab etiladi (masalan 𝑅2 rezistorini tanlash), chunki 𝑅1 , 𝑅2 va 𝑈st DA qiymatlarining sakrashi (o‘zgarishi) ta’sir ko‘rsatadi (masalan K124EN8E mikrosxemasining stabilizatsiya kuchlanishi 15±0,60 V ga teng).
Misol ko‘rib chiqamiz. Quyida berilgan qiymatlar bo‘yicha 142EN5A IS uchun sxemadagi 𝑅1 va 𝑅2 rezistorlar qarshiliklarini hisoblaymiz. 𝑈chiq = 10 V (𝐼y ≈ 10 mA, 𝑈st DA = 5 V). 𝐼b = 40 mA bo‘lgan tok berib, quyidagini olamiz
𝑅1 =5 V / 40 mA=125 Om va 𝑅2 =(10 V – 5 V) / 40 mA=125 Om.
Bunda ikkita rezistorning ruxsat etilgan sochilish (tarqalish) quvvati 0,25 Vt dan kam bo‘lmasligi lozim.
𝑈chiq kuchlanishini rostlashning ancha murakkab sxemasi 4.24-rasmda keltirilgan. DA kirishiga nostabil to‘g‘irlangan kuchlanish beriladi, ISning COM chiqishiga 𝑅2 o‘zgaruvchan rezistori orqali rostlangan va VT tranzistori orqali tok bo‘yicha kuchaytirilgan signal beriladi.
𝑅1 rezistorda kuchlanishning pasayishi: 𝑈R1 = 𝑈st DA + 𝑈be VT, undan oqib o‘tayotgan tok: 𝐼R1 = 𝑈R1/𝑅1 ifodalar orqali aniqlanadi.
𝑈chiq = 𝑈R1 + 𝑈R2
ekanligini inobatga olsak,
= + ) (4.7)
teng bo’ladi.
Shunday qilib, sxemaning minimal chiqish kuchlanishi 𝑈st DA + 𝑈be VT ga teng, maksimal qiymati esa 𝑅2 qarshilik orqali aniqlanadi. (𝑈chiq ≤ 𝑈kir − ∆𝑈, bunda ∆𝑈 – mazkur IS uchun kirish-chiqish kuchlanishining zaruriy minimal farqi).
|