Bipolarer Spannungsregler, 2x15 Volt 1 Ampere. Schema, Beschreibung

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Bipolarer Spannungsregler, 2x15 Volt 1 Ampere. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Überspannungsschutz

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Der bipolare Spannungsregler, dessen Schaltung in der Abbildung dargestellt ist, liefert eine Ausgangsspannung von 2x15 V bei einem Laststrom von bis zu 1 A. Er verfügt über sehr hohe Parameterwerte. Der Stabilisierungskoeffizient der Ausgangsspannung beträgt 12000 bei einer Änderung der Eingangsspannung um ±15 %, der Ausgangswiderstand des Stabilisators beträgt etwa 1 mΩ, die Welligkeitsspannung beträgt nicht mehr als 50 μV bei Eingangswelligkeiten von 0,8 V (in Amplitudenwerten).

(zum Vergrößern klicken)

Die Ausgangsspannung kann innerhalb der Grenzen geändert werden, die durch den Typ des verwendeten Operationsverstärkers und den Nennmodus seiner Stromversorgung bestimmt werden.

Beide Arme des Stabilisators sind schematisch genau gleich, unterscheiden sich jedoch nur im Aufbau der verwendeten Transistoren und der Polarität der Einschaltung einiger Elemente. Jeder Arm enthält eine Referenzspannungsquelle, einen Komparatorknoten, einen Gleichstromverstärker und ein Regelelement.

Betrachten Sie die Funktion eines der Arme des Stabilisators (zur Sicherheit der obere gemäß dem Schema). Der Strom durch die Zenerdiode V4 wird durch den Stromstabilisator am Feldeffekttransistor V5 eingestellt. Die Funktionen des Vergleichsknotens und des Gleichstromverstärkers werden von OS A1 ausgeführt. Exemplarische Gleichstromquellen und Verstärker werden zur Erhöhung der Stabilität mit der Ausgangsspannung betrieben. Vom Ausgang des Operationsverstärkers wird die Steuerspannung an die Basis des Transistors T2 geliefert, die den Basisstrom des Regeltransistors V1 bestimmt.

Die Kombination von Transistoren unterschiedlicher Struktur im Steuerelement ermöglicht eine niedrige Ausgangsimpedanz des Spannungsstabilisators. Der Widerstand R2 begrenzt den Basisstrom des Transistors V2 und der Widerstand R1 erhöht die Temperaturstabilität des Regelelements.

Die Zenerdiode V3 schützt den Transistor V1 vor Durchschlag und sorgt dafür, dass der Stabilisator beim Einschalten in den Betriebsmodus wechselt.

Der Vergleich der beispielhaften Spannung mit der stabilisierten Spannung mit dem ausgewählten Stromversorgungskreis des Operationsverstärkers und der Verbindung seines invertierenden Eingangs mit einem gemeinsamen Draht (über den Widerstand R4) erfolgt, wenn die Spannung am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers nahe Null liegt. Dadurch ist es möglich, die Ausgangsspannung mit einem Abstimmwiderstand R6 in einem weiten Bereich zu regeln. Bei einer Eingangsspannung der Schulter von 22 V liegen die Grenzen für die Änderung des Ausgangs bei 10 ... 16 V.

Der große Vorteil des Stabilisators ist die Möglichkeit, leistungsstarke Steuertransistoren ohne isolierende Dichtungen direkt an einem gemeinsamen Kühler zu montieren. In manchen Fällen ist es praktisch, das Gehäuse des Geräts zum Abführen von Wärme zu verwenden.

Die Zenerdiode V4 (D818E) hat einen minimalen Spannungstemperaturkoeffizienten bei einem Stabilisierungsstrom von 10 mA, daher sollte der Drainstrom des ausgewählten Feldeffekttransistors nahe am angegebenen Wert liegen. Diese Anforderung wird von KP302A-Transistoren erfüllt.

Die Ausgangsspannung der Abwärtswicklungen eines Netzwerktransformators (mit einer Leistung von ca. 50 W) bei einem Laststrom von 1 A - 16 V.

Die Einrichtung eines Spannungsstabilisators weist keine Besonderheiten auf und beschränkt sich bei fehlerfreier Installation auf die Auswahl von Elementen der Korrekturschaltungen (C3, R3, C4 im Oberarm gemäß Schema), um einen stabilen Betrieb des Stabilisators ohne das Auftreten parasitärer Selbsterregung und die Einstellung der Ausgangsspannung (Widerstand R6) zu gewährleisten.

Autor: Yu.Tagotin

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