Подібності та відмінності лінійних та імпульсних стабілізаторів було приділено значну увагу. Дійсно, простий перехід від дисипативного до імпульсного режиму, зображений на рис. 8-5, можна вважати цікавим, але не дуже істотним. Однак так сталося, що можливість перетворити лінійний стабілізатор в імпульсний була виявлена ​​випадково в процесі створення високоефективних імпульсних схем. National Semiconductor Corporation та інші виробники напівпровідникових приладів, створили дуже зручну серію лінійних стабілізаторів напруги, вони були спеціально адаптовані під створені до цього часу операційні підсилювачі. Лінійні стабілізатори мають внутрішні температурно-стабілізовані джерела опорного напруги і зовнішні висновки, за допомогою яких можна мати такі режими роботи, як обмеження струму, обмеження струму з зворотним ходом характеристики, дистанційне управління. Крім того, ці стабілізатори можна використовувати як драйверів потужних підсилювальних каскадів. Наявність цих функцій в модулі И С означає, що характеристики таких стабілізаторів значно перевершують ті, які можна отримати використовуючи пристрої з дискретними компонентами, гібридними модулями і навіть інтегральними операційними підсилювачами.

На рис. 17.1А показана схема ІС LM105. Принципова схема не передбачає, що цей стабілізатор можна повторити використовуючи дискретні компоненти. Робота дискретної схеми, зібраної з представлених компонент, супроводжувалася б конфліктами, пов’язаними з температурною стабільністю, компонуванням елементів і урахуванням економічних вимог. Стабілітрон D1 забезпечує опорне напруга, а струм цього діода задається одним з колекторів транзистора Q12. Використання джерела стабільного струму для роботи діода D1 є першим кроком для формування дуже стабільного джерела опорного напруги. Напруга зенеровского пробою діода D1 не використовується безпосередньо, воно надходить на буфер (транзистор Q10). Вихідна напруга з емітера транзистора 010 надходить на послідовний ланцюг, що складається з елементів Ql, R2, R3, R4 і QS (транзистори в діодному включенні, такі як 01 і 08, звичайне явище в інтегральних схемах). У цьому прикладі зазначена послідовна ланцюг забезпечує на базі транзистора Q2 опорне напруга 2.2 В з майже нульовим температурним коефіцієнтом. Видно, що транзистор Q2 є частиною компаратора, що складається з транзисторів Q2 і Q3. Транзистор Q5 посилює вихідна напруга компаратора, a QI4 забезпечує управління прохідним транзистором Q15. Основне посилення напруги здійснюється транзистором Q5, тому що його колекторної навантаженням є джерело стабільного струму з високим опором з боку колектора транзистора Q12. Решта активні пристрої виконують допоміжні функції; наприклад, польовий транзистор (£? 18) забезпечує початкова напруга зсуву на базі транзистора Q12 під час запуску, а потім ця напруга надходить від транзистора Q9. Транзистор Q16 працює в тому випадку, коли обмеження струму реалізовано у зовнішній ланцюга, він забирає частину струму бази транзистора Q14, не дозволяючи прохідного транзистору Q15 видавати в навантаження струм більше заданого. Транзистор Q17 попереджає «параліч» компаратора напруги. Ця ситуація є результатом насичення транзистора Q3 при перезбудженні.

t Танталові

$ 125 витків провід № 22 на сердечнику А262123-2 з молібденового пермалоя фірми Arnold Engineering

Рис. 17.1. (А) Принципова схема інтегрального стабілізатора напруги LM105. (В) Схема імпульсного стабілізатора, що використовує ИС LA/105. Ця одна з перших ІС може вважатися прототипом пізніших ІВ, що зберігають багато чого з цієї базової схеми, але часто доповнених великою кількістю елементів захисту та сигналізації. National Semiconductor Corp.

В ІС LMIQ5 присутні всі необхідні вузли імпульсного стабілізатора. Зокрема, це прекрасне джерело опорної напруги, компаратор напруги, підсилювач напруги неузгодженості і прохідний транзистор на виході. Це, природно, дає можливість створити імпульсний стабілізатор, показаний на рис. 17.1В. Зовнішній транзистор (01) дозволяє отримати на виході струм величиною кілька сот міліампер. Ця схема становить основу для багатьох імпульсних стабілізаторів. Слід взяти до уваги, що посилення струму, що забезпечується зовнішнім транзистором, може бути зроблено досить великим при каскадному включенні транзисторів, розрахованих на велику потужність. Звичайно, навантажувальна здатність по струму котушки LI і діода DI повинна бути відповідно збільшена. Застосовуючи такий метод каскадування, можна отримувати струми кілька сот ампер при хорошій якості стабілізації.

Також як і у більшості автоколивальних стабілізаторів в схемі на рис. 17.1В є дві ланцюга зворотного зв’язку. Одна з них, негативний зворотний зв’язок, здійснює стабілізацію вихідної напруги, мінімізуючи сигнал неузгодженості на виході компаратора. Хоча принцип дії імпульсного стабілізатора і послідовного лінійного стабілізатора дещо відрізняються, фактичні зв’язку в схемах і результати роботи дуже схожі. Напруга негативного зворотного зв’язку виходить за допомогою ланцюга, що складається з Л1, R2 і С2, і подається на інвертується вхід компаратора 6. Конденсатор С2 забезпечує ослаблення пульсацій і шуму в ланцюзі зворотного зв’язку, зменшуючи тим самим рівень цих змінних складових на виході. Перш за все, це відноситься до пульсацій, що вносяться нестабілізованим джерелом, а не до тих, які пов’язані з частотою перемикання.

Друга зворотній зв’язок є позитивною і викликає появу в системі автоколивань. Позитивний зворотний зв’язок реалізується за допомогою резистора R4, що з’єднує вхід котушки індуктивності з неінвертуючий входом компаратора 5. Опір резистора R4 визначає повний розмах напруги пульсацій, тому що його величина впливає на гістерезис компаратора. Стабілізація досягається шляхом зміни чи робочого циклу комутації, або зміною частоти перемикань, або зміною тривалості включеного стану транзистора. Рівень стабілізованого вихідного постійної напруги можна відрегулювати за допомогою зміни опорів резисторів R1 і R2, як в лінійному стабілізаторі.

Основні концепції, втілені в цьому імпульсному стабілізаторі подібні закладеним у багатьох інших стабілізаторах. Різні модулі можуть відрізнятися цоколевкой; наприклад, в ІС ЬМ12′, джерело опорного напруги всередині не пов’язаний з компаратором напруги; він пов’язаний з одним з висновків і може використовуватися в схемі для різних цілей.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.