Стабилизаторы напряжения (стр. 3 из 3)
,где K0 – коэффициент стабилизации без делителя.
Очевидно, даже в предельном случае Rдел = 0 СТ с делителем в
раз хуже ( 
). Поэтому при регулировании выходного напряжения параметры СТ изменяются и оптимальны при U2 = U2 min.Для получения малых регулируемых напряжений применяют схему рис. 4, е, в которой при
через сопротивление R1 протекает заданный ток 
. Поэтому, изменяя R1, можно получить как большие, так и малые напряжения U2 (близкие к 0 В). Практически U2 min»UБЭ = 0,7 В.В СТ выходное напряжение равно U2 = Uд + UБЭ (Uд (UБЭ) – напряжение опорного элемента (база – эмиттер Т)) либо пропорционально этой сумме. Поэтому временной и температурный дрейф напряжения U2 определяется изменениями DUд и DUБЭ при неизменных значениях U1 и RН . Временной дрейф параметра Uд практически отсутствует, аналогичный параметра UБЭ является хаотическим и во многом зависит от качества Т. Температурные зависимости Uд = = f1 (Т) и UБЭ =f2 (Т) определяются температурным коэффициентом e напряжения. Применительно к стабилитронам e > 0 и возрастает с повышением номинала Uд и ростом тока Iд. Коэффициент e транзисторов является отрицательным при малых токах и уменьшается по модулю при увеличении тока IЭ . Практически положительная составляющая температурного коэффициента превалирует и напряжение U2 возрастает при увеличении температуры, так что его суммарный коэффициент составляет eст = 2…5 мВ/град. Если это неприемлемо, то применяют составной опорный элемент, сочетающий прямое и обратное включение стабилитронов. Он позволяет снизить значение eст до 0,1 мВ/град, но взаимная компенсация присутствует лишь в узком диапазоне тока Iд , что необходимо учитывать.
Выходное сопротивление транзисторных СТ, особенно многокаскадных, очень мало, но это справедливо для статической величины Rвых . При скачкообразных изменениях тока IН коэффициент b транзисторов в первый момент равен нулю, соответственно Ki(0) = 0, и начальное выходное сопротивление Rвых (0) »
(0) »rд +rБ +rЭ может на порядок превышать значение Rвых . Восстановление происходит через время, определяемое постоянной tb времени Т. Для исключения этого выход СТ шунтируют достаточно большой емкостью С, выбираемой по условию СRвых ср >> tо, где tо – эквивалентная постоянная времени, равная в первом приближении сумме постоянных tbвсех транзисторов СТ; 
– усредненное по интервалу переходного процесса выходное сопротивление. При Rвых ср = 0,1 Ом и tо = 10 мкс необходимое значение С составляет сотни микрофарад.Коэффициент стабилизации Kкак функция характеристического сопротивления
– тоже комплексная величина. Ее модуль уменьшается с повышением частоты пульсаций и скорости изменения напряжения U1. Но скачкообразные изменения DU1 маловероятны, так как СТ питается от выпрямителя с фильтром.СТ с активным регулирующим элементом часто называют компенсационным. Большое распространение получили СТ на операционных усилителях. Простейшая схема такого СТ, используемая при малых токах нагрузки, приведена на рис. 5, а. Напряжение
(Kоу – коэффициент усиления с ОС) остается постоянным при изменении нагрузки. Изменяя сопротивление Rос , можно регулировать величину U2. При большом токе IН применяют компенсационный СТ последовательного типа на операционном усилителе (рис. 5, б). В нем требуемый диапазон регулирования выходного напряжения выбирается с помощью сопротивлений R1, R2 и R3.В последнее время выпускаются СТ полностью в интегральном исполнении. Они представляют собой трехполюсники (рис. 5, в, г), конструируются на положитель-ные и отрицательные выходные напряжения величиной 5, 6, 8, 12, 15, 18 и 24 В при токах нагрузки до 3 А. Для увеличения значения IН вместе с ним можно применять проходные Т. Такие СТ называются еще преобразователями постоянного тока в постоянный с высокой фильтрующей способностью (стабилизируют напряжение U2 в пределах 5 мВ).
 в  гРис. 5. Построение СТ на интегральных схемах |
 а б |
В них в качестве источника опорного напряжения помимо стабилитрона применяют Т по схеме с ОБ. Регулирующий элемент представляет составной Т из двух (нескольких) Т. Усилительным элементом является операционный усилитель или (в некоторых случаях) просто дифференциальный каскад. Используется та либо другая форма внутреннего ограничения тока и защита от температурных перегрузок. Отечественной промышленностью выпускаются СТ последовательного типа на гибридных и монолитных интегральных схемах.
Параллельные СТ нечувствительны к токовым перегрузкам, так как с увеличением тока IН уменьшается ток IР. При значениях IН >> IН maxрегулируемый Т запирается. В случае короткого замыкания на выходе напряжение U1 полностью падает на балластном сопротивлении R0. Последовательные СТ чувствительны к перегрузкам, поскольку токи IН и IР изменяются одинаково. При значениях IН > IН maxусилительный и опорный элементы заперты, а регулируемый Т работает с максимальным базовым током IБ, определяемым токоотводящим сопротивлением и разностью напряжений U1 – U2. Короткое замыкание увеличивает ток IБ, напряжение на Т возрастает в
раз. Это резко повышает рассеиваемую мощность, и Т выходит из строя. Поэтому последовательные СТ дополняют защитным реле. При одинаковом значении IН в параллельных СТ необходимы более сильноточные (примерно вдвое) Т, чем в последовательных. Последние обладают более высоким коэффициентом полезного действия. Но при решении конкретных задач параллельные СТ могут быть практически равноценными, а с учетом их нагрузочной способности – даже оптимальным вариантом.ЛИТЕРАТУРА
1. Ильинков В.А., Капуро П.А., Румянцев А.В. Схемотехника устройств и систем телевидения. Ч. 1: Схемная реализация основных преобразований в телевидении: Учебное пособие по курсу “ Схемотехника устройств и систем телевидения” для студентов специальности “Телекоммуникационные системы”: В 2-х ч.– Мн.: БГУИР, 2007.– 126 с.
2. Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 2003. – 608 с.
3. Бытовая радиоэлектронная техника: Энциклопедический справочник/ Под ред. А.П. Ткаченко. – Мн.: Бел. Энциклопедия, 2005. – 832 с.
4. Хохлов Б. Н. Декодирующие устройства цветных телевизоров. – 3-е изд., перераб и доп. – М.: Радио и связь, 2008. – 512 с.