С.Л. Дубовой, м. Санкт-Петербург

Проектування компенсаційних стабілізаторів з низьким вихідним напругою викликає певні труднощі. Пропонований малопотужний стабілізатор (рис.1) забезпечує вихідна напруга 1,5 В при вхідному – від 10 до 90 В. Струм, споживаний стабілізатором, порядку 0,5 мА, вихідний струм – до 1,5 мА.

Такого роду стабілізатор можна використовувати, наприклад, для живлення електронних годин і навіть будильника "Слава" (з вимкненим дзвінком) від телефонної лінії. Стабілізатор не заважає роботі лінії і дозволяє одночасно вести телефонну розмову.

 

 

Звичайний компенсаційний стабілізатор з негативним зворотним зв'язком по напрузі добре працює при вихідній напрузі не менше декількох вольт. Часто низька напруга отримують як різницю між напругами двох різних стабілізаторів, що незручно, тому що потрібно мінімум два стабілізатора.

Інші труднощі при проектуванні – це відсутність малопотужних джерел опорного напруги. Наприклад, робочий струм більшості стабілітронів буває не менше 1 мА, але в окремих випадках може знадобитися стабілізатор з набагато меншим споживаним струмом.

Нарешті, буває важко побудувати простий стабілізатор, який працює при значних перепадах (в 6 … 8 разів) вхідного напруги. При проектуванні таких пристроїв найчастіше доводиться застосовувати нестандартні схемні рішення.

Крім того, в телефонних лініях більшості АТС присутня постійна напруга близько 60 В, яке при знятті телефонної трубки знижується до 10 … 15 В. При надходженні сигналу дзвінка в лінію подаються імпульси змінного струму з амплітудою близько 100 В. Таким чином, телефонна лінія може стати своєрідним джерелом напруги. Цей курйозний спосіб "отримання електроенергії" може виявитися досить актуальним для деяких районів нашої країни, де постійно відключають електрику.

Працює стабілізатор наступним чином. Вхідна напруга через діодний міст VD1-VD4 надходить на опорний елемент – діоди VD5-VD11. Транзистор VT1, включений паралельно діодам, являє собою паралельний стабілізатор напруги. При вхідному напрузі порядку 10 В транзистор закритий (або відкритий зовсім небагато) і практично не шунтує діоди. При збільшенні напруги на вході стабілізатора збільшується напруга на опорних діодах, що небажано. Одночасно зростає струм через резистори R1 і R2. При збільшенні цього струму транзистор VI1 починає відкриватися і шунтувати діоди, що призводить до зниження напруги на них. Транзистор VТ2 – емітерний повторювач і підсилювач потужності. Конденсатори С1-СЗ фільтруючі.

Слід зазначити, що використаний в стабілізаторі спосіб регулювання (в автоматиці його називають "регулювання за збуренням") в даний час використовується рідко – і зовсім марно. Автоматичні системи, регулюючі "за збуренням", на відміну від пристроїв, що регулюють "помилково", є абсолютно стійкими, оскільки в них відсутній зворотний зв'язок. Єдиний серйозний недолік таких пристроїв полягає в тому, що буває досить важко побудувати необхідну передатну харак

 

 

теристик пристрою. Ось чому в даний час найчастіше застосовують регулятори "помилково". Однак даний стабілізатор, при всій його простоті, може дати більш високу точність вихідної напруги, чим більш складні стабілізатори зі зворотним зв'язком і регулюванням "помилково".

Настройка. Корисно зібрати тимчасовий блок живлення з регульованим вихідним напругою від 10 до 90 В (рис.2). Стабілізатор підключають до блоку живлення і, регулюючи напругу на його вході, вимірюють напругу на виході. Для зручності вимірювань конденсатори С1-СЗ можна тимчасово відключити. При плавному підвищенні напруги на вході, починаючи з 10 В, вихідна напруга спочатку буде зростати (але зовсім небагато), а потім, при досягненні деякого порогового рівня, воно почне навіть трохи знижуватися (!) – це означає, що відбувається так звана перекомпенсації.

Ступінь компенсації і поріг спрацьовування транзистора VJ1 встановлюють резистором R4, домагаючись мінімального зміни вихідної напруги при змінах вхідного. Передатну характеристику пристрою можна кілька міняти, підбираючи номінал резистора R2. Якщо замість резистора R2 використовувати діод або діод з резистором (тут можливі різні варіанти), то помітно зміниться форма передавальної характеристики.

При підключенні стабілізатора до телефонної лінії регулюванням резистора R4 домагаються того, щоб вихідна напруга стабілізатора практично не змінювалося при знятті трубки з телефонного апарату. Саму величину вихідної напруги можна змінювати, підключаючи базу транзистора VТ2 до різних діодам.

Деталі. Замість діодів VD1-VD4 можна використовувати діодний міст із серій КЦ402, КЦ405 та ін Конденсатор С1 – паперовий або металопласт-нічний типу МБМ, К73-17 та ін Конденсатори С2 і СЗ – будь-які електролітичні типу К50-6 і т.п. Замість діодів Д220 можна використовувати інші малопотужні кремнієві діоди. Однак через відрізняються вольтамперних характеристик у різних діодів, можливо, доведеться заново підібрати кількість послідовно включених діодів.

Транзистор VI1 – будь-який з серії КТ315 і ін Транзистор VТ2 – будь-який з серії КТ605. Якщо транзистор має пластмасовий корпус, його бажано встановити на невеликий тепловідвід. Можна застосовувати й інші транзистори малої та середньої потужності з максимально допустимим колекторним напругою не менше 150 В. Резистор R4-будь змінний або підлаштування, наприклад, типу СПЗ-4АМ. Решта резистори – типу МЛТ.К