ความคงตัวด้วยโอห์ม การคำนวณโคลงบนแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าบนแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน

สามารถสร้างตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบ Unipolar โดยใช้ op-amps ตามวงจรของแอมพลิฟายเออร์แบบกลับด้านและไม่กลับด้านซึ่งอินพุตนั้นมาพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรจากแหล่งอ้างอิง ข้อดีของความคงตัวดังกล่าวคือความเป็นไปได้ที่จะได้รับแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรของค่าสัมบูรณ์และสัญญาณที่แตกต่างกันในขณะที่ยังคงรักษาแรงดันอ้างอิงให้คงที่

รูปแรกแสดงวงจรของโคลงซึ่งแรงดันอ้างอิง U0 จากซีเนอร์ไดโอด VD1 ถูกส่งไปยังอินพุตของแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่กลับด้าน ในการเพิ่มกระแสเอาต์พุตของโคลงจะใช้ตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าบนทรานซิสเตอร์ VT1 แรงดันไฟขาออกของโคลงนี้คำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

ยูเอาท์ = U0(R1/R2+1)

เพื่อเพิ่มความเสถียรของแรงดันอ้างอิง คุณสามารถเชื่อมต่อพาราเมตริกโคลง R3 VD1 ไม่ใช่กับอินพุต แต่กับเอาต์พุตของโคลงดังแสดงในรูปที่สอง กระแสผ่านโคลง VD1 ในกรณีนี้มีค่าเท่ากับ U0R1/(R2R3)และไม่ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าอินพุต ในขณะที่ op-amp ครอบคลุมด้วยฟีดแบ็กสองประเภท: บวกและลบ การมีการเชื่อมต่อเชิงลบนำไปสู่ความจริงที่ว่าโดยหลักการแล้วสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าทั้งบวกและลบที่เอาต์พุตของ op-amp เมื่อเปิดเครื่อง ในการสร้างแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณที่ต้องการ จำเป็นต้องมีความไม่สมดุลเริ่มต้นบางประการ ในโคลงความไม่สมดุลนี้ถูกสร้างขึ้นเนื่องจากตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์เอาต์พุต

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบไบโพลาร์มักจะประกอบด้วยสองขั้วเดียว โดยใช้แหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิงแหล่งเดียว ตัวอย่างของโคลงสองขั้วดังกล่าวแสดงอยู่ในรูป

Op-amp DA2 เชื่อมต่อที่นี่ตามวงจรอินเวอร์เตอร์ที่มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนเป็น -1 ขั้นตอนเอาท์พุตในโคลงสองขั้วสามารถสร้างขึ้นบนพื้นฐานของตัวทำซ้ำทรานซิสเตอร์เช่นเดียวกับในวงจรก่อนหน้า โคลงนี้ใช้สเตจเอาท์พุตเวอร์ชันอื่นข้อดีคือความสามารถในการลดความแตกต่างขั้นต่ำระหว่างเอาต์พุตและแรงดันไฟฟ้าอินพุตของโคลงเป็น 3-5 V ถูกกำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าตกที่ทางแยกฐาน - อิมิตเตอร์ ของทรานซิสเตอร์ตั้งแต่ 0.4 ถึง 0.7 V และความแตกต่างระหว่างแหล่งจ่ายไฟแรงดันและแรงดันเอาต์พุตสูงสุดของ op-amp คือตั้งแต่ 2 ถึง 4 V ตัวอย่างเช่นหากแรงดันเอาต์พุตคือ 15 V จะต้องจ่าย 15.6 V ถึงฐานของทรานซิสเตอร์ ตามลำดับ แรงดันไฟจ่ายของ op-amp ต้องมีอย่างน้อย 17.6-19.6 V ในกรณีเมื่อใช้สเตจเอาท์พุตดังรูป ค่าความแตกต่างขั้นต่ำระหว่างแรงดันเอาท์พุตและแรงดันอินพุตของ โคลงถูกกำหนดโดยแรงดันอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์ VT1 VT4 และไม่เกิน 1 V

ทรานซิสเตอร์ VT2 VT3 ในโคลงจะขยายกระแสที่จ่ายให้กับฐานของทรานซิสเตอร์เอาท์พุต VT1 VT4 เพิ่มเติมซึ่งทำให้สามารถเพิ่มกำลังเอาท์พุตของโคลงผ่านการใช้ทรานซิสเตอร์เอาท์พุตที่ทรงพลังยิ่งขึ้น

ในสเตบิไลเซอร์ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ แรงดันไฟเอาท์พุตต้องไม่ต่ำกว่าแรงดันอ้างอิง ดังนั้นเพื่อให้ได้แรงดันไฟเอาท์พุตต่ำ ให้ใช้ซีเนอร์ไดโอดแรงดันต่ำ หรือใช้ LED เป็นแหล่งอ้างอิง

สามารถรับแรงดันเอาต์พุตที่เอาต์พุตโคลงซึ่งน้อยกว่าแรงดันอ้างอิงได้โดยใช้วงจรที่แสดงในรูป

ในวงจร สะพานที่เกิดจากตัวต้านทาน R1 R2 R3 และซีเนอร์ไดโอด VD1 เชื่อมต่อระหว่างแรงดันไฟฟ้า +Uout และ -Uout ถ้า R4=R5 เราก็จะได้ +Uออก = U0(1+R1/R2)/2โดยที่ U0 คือแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมซีเนอร์ไดโอด กระแสไฟฟ้าที่ผ่านซีเนอร์ไดโอดคือ U0R1/(R2R3).

ที่มา - Gutnikov V.S. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบรวมในอุปกรณ์วัด (1988)

วงจรของโคลงคุณภาพสูงซึ่งแทนที่ทรานซิสเตอร์ควบคุมด้วยแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานจะแสดงในรูปที่ 1 15.7. ออปแอมป์ใช้พลังงานจากแรงดันไฟฟ้าบวกแบบขั้วเดียว ยูอินพุต (ในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้าลบที่เอาต์พุตของ op-amp) ซึ่งอนุญาตให้ใช้แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการมาตรฐานในวงจรโคลงที่มีแรงดันเอาต์พุตเกือบ 30 V

ตัวต้านทาน ร 2 และทรานซิสเตอร์ เวอร์มอนต์ 2 สร้างวงจรจำกัดกระแสเอาต์พุต ที่กระแสโหลดที่กำหนด แรงดันตกคร่อมคือ ร 2 ไม่เกินแรงดันไฟฟ้าทริกเกอร์ของจุดเชื่อมต่อตัวส่งสัญญาณฐาน เวอร์มอนต์ 2 ทรานซิสเตอร์ เวอร์มอนต์ 2 ปิดและไม่ส่งผลต่อการทำงานของวงจรโคลง แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการพร้อมแอมพลิฟายเออร์กระแสเอาต์พุตเพิ่มเติม เวอร์มอนต์ 1 เชื่อมต่อตามวงจร UPT ที่ไม่กลับด้านซึ่งเป็นไปตามความสัมพันธ์ในการคำนวณแรงดันไฟขาออก

หากเกิดแรงดันตกคร่อม ร 2 จะเกินค่าเท่ากับประมาณ 0.6 V ของทรานซิสเตอร์ เวอร์มอนต์ 2 จะเปิดและป้องกันไม่ให้กระแสฐานทรานซิสเตอร์เพิ่มขึ้นอีก เวอร์มอนต์ 1. ดังนั้น กระแสไฟเอาท์พุตของโคลงจึงถูกจำกัดโดยระดับ
.

ตัวชี้วัดเชิงคุณภาพของโคลงตามแผนภาพในรูป 15.7 ถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้:

ก) ค่าสัมประสิทธิ์เสถียรภาพ (สามารถเพิ่มขึ้นได้หากคุณเปลี่ยน ร 1 แหล่งปัจจุบัน)

;

ข) อิมพีแดนซ์เอาต์พุต

,

ที่ไหน ถึง– แรงดันไฟฟ้าเกนของออปแอมป์

ร ออก– ความต้านทานเอาท์พุตของออปแอมป์

วี) ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของแรงดันไฟฟ้า

ที่ไหน
– การดริฟท์ของแรงดันไบแอสของออปแอมป์

– การเบี่ยงเบนของกระแสอินพุทออปแอมป์

TKN st – ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของแรงดันซีเนอร์ไดโอด

สารเพิ่มความคงตัวทั้งหมดถือว่าระงับความไม่เสถียรได้อย่างมีประสิทธิภาพ ยูอินพุตไม่เพียงเนื่องจากความผันผวนของแรงดันไฟหลักที่ช้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระลอกคลื่นด้วย ยูอินพุตหลังวงจรเรียงกระแส ทำหน้าที่เป็นตัวกรองการปรับให้เรียบแบบอิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นจึงอนุญาตให้มีการกระเพื่อมแรงดันไฟฟ้าในระดับที่ค่อนข้างสูงที่อินพุตของโคลง

15.6 วงจรไมโครวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าคล้ายกับวงจรในรูป ตามตาราง 15.7 จัดทำขึ้นในรูปของวงจรรวม ลักษณะสำคัญของวงจรไมโครตัวปรับแรงดันไฟฟ้าของซีรีย์ K142 แสดงไว้ในตารางที่ 15.1 ในหมู่พวกเขา

– ค่าสัมประสิทธิ์ความไม่เสถียรของแรงดันไฟฟ้า

– ค่าสัมประสิทธิ์ความไม่แน่นอนในปัจจุบัน

ตารางที่ 15.1 - ลักษณะของวงจรไมโครวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงซีรีส์ K142

ตัวปรับเสถียร K142EN1 (2, 3, 4) จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อส่วนประกอบภายนอก (ตัวแบ่งวงจรป้อนกลับ, องค์ประกอบแก้ไข, การป้องกันกระแส) Microcircuits K142EN5 (6, 8) เป็นตัวปรับเสถียรภาพการทำงานที่สมบูรณ์สำหรับค่าคงที่ ยูออก แรงดันเอาต์พุตของไมโครวงจร K142EN5 คือ 5 V โดยอาจมีการเปลี่ยนแปลงค่านี้ขึ้นอยู่กับอินสแตนซ์ IC ± 0.2 V กระแสโหลดสูงสุดคือ 3 A แรงดันไฟฟ้าอินพุตขั้นต่ำคือ 7.5 V การป้องกันความร้อนจะปิดโคลงที่ อุณหภูมิผลึก 175 o C ± 10 % หากค่ากระแสไฟฟ้าที่อนุญาตเกิน (20–25)% การป้องกันกระแสไฟฟ้าจะถูกกระตุ้น

ข้อเสียที่สำคัญของตัวกันโคลงแบบขนานและแบบอนุกรมที่เรียกว่าเชิงเส้นคือการสูญเสียพลังงานจำนวนมากในทรานซิสเตอร์ควบคุม (ความต้านทานที่ควบคุม) และผลที่ตามมาคือประสิทธิภาพสูงไม่เพียงพอ ความปรารถนาที่จะเพิ่มประสิทธิภาพได้นำไปสู่การสร้างตัวปรับความคงตัวด้วยการควบคุมพัลส์ซึ่งองค์ประกอบการควบคุมเป็นสวิตช์ปิดเป็นระยะ (โดยปกติจะเป็นทรานซิสเตอร์ในโหมดสวิตช์) โดยเชื่อมต่อโหลดกับแหล่งอินพุตของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงอินพุต ยูป้อนข้อมูล หากอยู่ในช่วงสลับสับเปลี่ยน ตกุญแจยังคงปิดอยู่ชั่วระยะเวลาหนึ่ง ทีจากนั้นส่วนประกอบคงที่ของแรงดันไฟฟ้าคร่อมโหลด ยูออก = ยูป้อนข้อมูล ทีบน /ท.

ทรานซิสเตอร์ควบคุมในตัวป้องกันพัลส์ทำงานในโหมดคีย์เช่น โดยส่วนใหญ่แล้วจะอยู่ในโหมดคัตออฟหรือโหมดความอิ่มตัว โหมดการทำงานที่สำคัญของทรานซิสเตอร์และอุปกรณ์พัลส์จะได้รับการพิจารณาเมื่อศึกษาสาขาวิชา "วงจรอิเล็กทรอนิกส์และวงจรจุลภาค"

ในเรื่องนี้ส่วนหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับเอาต์พุตของโคลง "ยังคงอยู่" บนทรานซิสเตอร์และส่วนที่เหลือจะไปที่เอาต์พุตของโคลง หากคุณเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ฐานของทรานซิสเตอร์คอมโพสิต มันจะเปิดขึ้นและแรงดันตกคร่อมจะลดลงและแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของโคลงจะเพิ่มขึ้นตามลำดับ และในทางกลับกัน. ในทั้งสองกรณี ค่าแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของโคลงจะใกล้เคียงกับระดับแรงดันไฟฟ้าที่ฐานของทรานซิสเตอร์แบบคอมโพสิต

การรักษาแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของโคลงในระดับที่กำหนดนั้นดำเนินการเนื่องจากส่วนหนึ่งของแรงดันเอาต์พุต (แรงดันป้อนกลับเชิงลบ) จากตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า R10, R11, R12 ถูกจ่ายให้กับแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ DA1 (ข้อเสนอแนะเชิงลบ เครื่องขยายแรงดันไฟฟ้า) แรงดันเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ในวงจรนี้จะมีแนวโน้มเป็นค่าที่ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตจะเป็นศูนย์

สิ่งนี้เกิดขึ้นดังนี้ แรงดันป้อนกลับจากตัวต้านทาน R11 ถูกส่งไปยังอินพุต 4 ของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ ที่อินพุต 5 ซีเนอร์ไดโอด VD6 จะรักษาค่าแรงดันไฟฟ้าคงที่ (แรงดันอ้างอิง) ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่อินพุตจะถูกขยายโดยแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานและจ่ายผ่านตัวต้านทาน R3 ไปยังฐานของทรานซิสเตอร์คอมโพสิต ซึ่งเป็นแรงดันตกคร่อมซึ่งกำหนดค่าของแรงดันเอาต์พุตของตัวปรับความเสถียร ส่วนหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าอินพุตจากตัวต้านทาน R11 จะถูกจ่ายให้กับแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานอีกครั้ง ดังนั้นการเปรียบเทียบแรงดันป้อนกลับกับแรงดันอ้างอิงและผลกระทบของแรงดันเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการต่อแรงดันเอาต์พุตของโคลงจึงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง

หากแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของโคลงเพิ่มขึ้น แรงดันป้อนกลับที่จ่ายให้กับอินพุต 4 ของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ซึ่งจะมากกว่าแรงดันอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้จะถูกขยายโดยแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานซึ่งแรงดันเอาต์พุตจะลดลงและปิดทรานซิสเตอร์คอมโพสิต เป็นผลให้แรงดันตกคร่อมเพิ่มขึ้นซึ่งทำให้แรงดันเอาต์พุตของโคลงลดลง กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าแรงดันป้อนกลับจะเกือบเท่ากับแรงดันอ้างอิง (ความแตกต่างขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องขยายสัญญาณการทำงานที่ใช้และสามารถเป็น 5...200 mV)

เมื่อแรงดันเอาต์พุตของโคลงลดลง กระบวนการย้อนกลับจะเกิดขึ้น เนื่องจากแรงดันป้อนกลับลดลง และมีค่าน้อยกว่าแรงดันอ้างอิง ความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ที่เอาต์พุตของตัวขยายแรงดันป้อนกลับจะเพิ่มขึ้นและเปิดทรานซิสเตอร์แบบคอมโพสิต ดังนั้นแรงดันเอาต์พุตของตัวทำให้คงตัวจะเพิ่มขึ้น

ขนาดของแรงดันไฟขาออกขึ้นอยู่กับปัจจัยจำนวนมาก (กระแสไฟฟ้าที่ใช้โดยโหลด, ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายหลัก, ความผันผวนของอุณหภูมิโดยรอบ ฯลฯ ) ดังนั้นกระบวนการที่อธิบายไว้ในโคลงจึงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง กล่าวคือ แรงดันไฟขาออกจะผันผวนอย่างต่อเนื่องโดยมีค่าเบี่ยงเบนเล็กน้อยมากเมื่อเทียบกับค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

แหล่งที่มาของแรงดันอ้างอิงที่จ่ายให้กับอินพุต 5 ของแอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงาน DA1 คือซีเนอร์ไดโอด VD6 เพื่อเพิ่มเสถียรภาพของแรงดันอ้างอิง แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายจะจ่ายจากตัวปรับเสถียรภาพพาราเมตริกบนไดโอดซีเนอร์ VD5

เพื่อป้องกันโคลงจากการโอเวอร์โหลดจึงใช้ออปโตคัปเปลอร์ VU1, เซ็นเซอร์กระแส (ตัวต้านทาน R8) และทรานซิสเตอร์ VT3 การใช้ออปโตคัปเปลอร์ในชุดป้องกัน (LED และโฟโตไทริสเตอร์ที่มีการเชื่อมต่อแบบออปติกและติดตั้งอยู่ในตัวเครื่องเดียว) ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือในการทำงาน

เมื่อกระแสที่ใช้โดยโหลดจากโคลงเพิ่มขึ้น แรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน R8 จะเพิ่มขึ้น ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับฐานของทรานซิสเตอร์ VT3 จะเพิ่มขึ้น ที่ค่าหนึ่งของแรงดันไฟฟ้านี้ กระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ VT3 ถึงค่าที่ต้องการในการส่องสว่าง LED ของออปโตคัปเปลอร์ VU1

การแผ่รังสี LED จะเปิดไทริสเตอร์ออปโตคัปเปลอร์และแรงดันไฟฟ้าที่ฐานของทรานซิสเตอร์คอมโพสิตลดลงเป็น 1... 1.5V เนื่องจากเชื่อมต่อกับบัสทั่วไปผ่านความต้านทานต่ำของไทริสเตอร์ที่เปิดสวิตช์ เป็นผลให้ทรานซิสเตอร์คอมโพสิตปิดและแรงดันและกระแสที่เอาต์พุตของโคลงจะลดลงจนเกือบเป็นศูนย์ แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทาน R8 จะลดลง ทรานซิสเตอร์ VT3 จะปิดและออปโตคัปเปลอร์จะหยุดทำงาน แต่ไทริสเตอร์จะยังคงเปิดอยู่จนกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วบวก (สัมพันธ์กับแคโทด) จะน้อยกว่า 1 V สิ่งนี้จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าอินพุต ปิดโคลงหรือหน้าสัมผัสของปุ่ม SB1 ปิดอยู่

สั้น ๆ เกี่ยวกับจุดประสงค์ขององค์ประกอบที่เหลือของวงจร ตัวต้านทาน R1, ตัวเก็บประจุ C2 และซีเนอร์ไดโอด VD5 ก่อให้เกิดโคลงแบบพาราเมตริกซึ่งทำหน้าที่รักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานและทำให้แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิง R5, VD2 มีเสถียรภาพเบื้องต้น ตัวต้านทาน R2 ให้แรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นที่ฐานของทรานซิสเตอร์คอมโพสิตซึ่งเพิ่มความน่าเชื่อถือของการเริ่มต้นโคลง ตัวเก็บประจุ SZ ป้องกันการกระตุ้นของโคลงที่ความถี่ต่ำ ตัวต้านทาน R3 จำกัดกระแสเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานในกรณีที่เกิดการลัดวงจรที่เอาต์พุต (ตัวอย่างเช่น เมื่อไทริสเตอร์ออปโตคัปเปลอร์เปิดอยู่)

วงจร R4, C2 ป้องกันการกระตุ้นของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานและเลือกตามคำแนะนำที่ให้ไว้ในเอกสารอ้างอิงสำหรับแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานประเภทเฉพาะ

ซีเนอร์ไดโอด VD7 และตัวต้านทาน R7 ก่อให้เกิดโคลงแบบพาราเมตริกซึ่งทำหน้าที่รักษาแรงดันไฟฟ้าของชุดป้องกันให้อยู่ในระดับคงที่เมื่อแรงดันเอาต์พุตของโคลงเปลี่ยนแปลง

ตัวต้านทาน R6 จำกัดกระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ VT3 ให้อยู่ในระดับที่จำเป็นสำหรับการทำงานปกติของ LED ออปโตคัปเปลอร์ ในฐานะตัวต้านทาน R6 ให้ใช้ตัวต้านทานประเภท C5-5 หรือตัวต้านทานแบบโฮมเมดที่ทำจากลวดความต้านทานสูง (เช่น เกลียวจากเหล็กหรือเตาให้ความร้อน)

ตัวเก็บประจุ C1 ช่วยลดระดับระลอกคลื่นของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและ C5 - แรงดันเอาต์พุตของโคลง ตัวเก็บประจุ C6 บล็อกวงจรเอาต์พุตของโคลงสำหรับฮาร์โมนิกความถี่สูง ระบบการระบายความร้อนปกติของทรานซิสเตอร์ VT2 ที่กระแสโหลดสูงนั้นมั่นใจได้โดยการติดตั้งบนหม้อน้ำที่มีพื้นที่อย่างน้อย 100 ซม.

อุปกรณ์ทำให้คงตัวช่วยให้สามารถปรับแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตได้อย่างราบรื่นภายใน 4.5...12 V ที่กระแสเอาท์พุตสูงถึง 1 A โดยมีระดับระลอกคลื่นของแรงดันเอาท์พุตไม่เกิน 15 mV การป้องกันการโอเวอร์โหลดจะถูกเปิดใช้งานเมื่อกระแสเอาต์พุตเกิน 1.1 A

ตอนนี้เกี่ยวกับการแทนที่องค์ประกอบ สามารถเปลี่ยนแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ K553UD1 ได้ด้วย K140UD2, K140UD9, K553UD2 ทรานซิสเตอร์ VT1 สามารถเป็นประเภท KT603, KT608 และ VT2 - KT805, KT806, KT908 เป็นต้น โดยมีดัชนีตัวอักษรใด ๆ ออปโตคัปเปลอร์ - ประเภทที่ระบุพร้อมดัชนีตัวอักษรใด ๆ

แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับถูกจ่ายให้กับวงจรเรียงกระแสโคลงจากหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ใด ๆ ที่ให้แรงดันเอาต์พุตอย่างน้อย 12 V ที่กระแส 1 A หม้อแปลงเอาท์พุต TVK-110 LM และ TVK-110 L1 สามารถใช้เป็นหม้อแปลงดังกล่าวได้ .

โคลงบนชิปพิเศษ

หม้อแปลงด้านบนสามารถใช้ร่วมกับตัวปรับแรงดันไฟฟ้าได้ซึ่งมีแผนภาพดังแสดงในรูป ประกอบบนวงจรรวมเฉพาะ K142EN1 เป็นตัวปรับแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องพร้อมการเชื่อมต่อตามลำดับขององค์ประกอบควบคุม

ลักษณะสมรรถนะสูงที่เพียงพอ วงจรป้องกันการโอเวอร์โหลดในตัวที่ทำงานจากเซ็นเซอร์กระแสภายนอก และวงจรสำหรับเปิด/ปิดโคลงจากแหล่งสัญญาณภายนอก ทำให้สามารถผลิตแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรโดยอิงจากมัน โดยให้แรงดันเอาต์พุต ในช่วง 3...12 V.

วงจรของตัวปรับแรงดันไฟฟ้าในตัวนั้นไม่สามารถให้กระแสโหลดเกิน 150 mA ซึ่งไม่เพียงพอสำหรับการทำงานของอุปกรณ์บางชนิดอย่างชัดเจน ดังนั้นเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของโคลงจึงเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของเพาเวอร์แอมป์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์คอมโพสิต VT1, VT2 ด้วยเหตุนี้กระแสไฟขาออกของโคลงจึงสามารถเข้าถึง 1.5 A ในช่วงแรงดันไฟขาออกที่ระบุ

แรงดันป้อนกลับที่จ่ายให้กับเอาต์พุตของวงจรรวม DA1 ซึ่งในวงจรนี้ทำหน้าที่เป็นเครื่องขยายสัญญาณป้อนกลับเชิงลบที่มีแหล่งแรงดันอ้างอิงภายในจะถูกลบออกจากตัวต้านทาน R5 ตัวต้านทาน R3 ทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์กระแสสำหรับยูนิตป้องกันกระแสเกิน ตัวต้านทาน R1, R2 ให้โหมดการทำงานของทรานซิสเตอร์ VT2 และทรานซิสเตอร์ป้องกันภายในของวงจรรวม DA1 ตัวเก็บประจุ C2 ช่วยลดการกระตุ้นตัวเองของวงจรรวมที่ความถี่สูง

ตัวต้านทาน R3 เป็นแบบลวดพัน คล้ายกับที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ในฐานะทรานซิสเตอร์ VT1 คุณสามารถใช้ทรานซิสเตอร์เช่น KT603, KT608 และ VT2 - KT805, KT809 ฯลฯ กับดัชนีตัวอักษรใดก็ได้

โครงการ:

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าบนแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน (op-amps) บางครั้งไม่เริ่มทำงานเช่น ไม่เข้าสู่โหมดลดการสั่นไหวเมื่อเปิดเครื่องและแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตยังคงเท่ากับศูนย์ หลังจากเปลี่ยนไมโครวงจรแล้ว โคลงก็เริ่มทำงานตามปกติ การตรวจสอบ op-amp ที่ถูกแทนที่แสดงว่ามันใช้งานได้จริง เมื่อติดตั้ง op-amp นี้ใหม่ในโคลงที่ใช้งานได้ ปรากฏการณ์ข้างต้นจะเกิดขึ้นซ้ำ - โคลงจะไม่เริ่มทำงานอีกครั้ง ด้านบนเป็นแผนภาพของหนึ่งในสารเพิ่มความคงตัวทั่วไปที่พบปรากฏการณ์นี้

หลังจากการทดลองหลายครั้ง มันก็ถูกสร้างขึ้น สาเหตุของมันคือแรงดันไบแอส Ucm ของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานดังที่แสดงด้านล่างตามอัตภาพในรูปแบบของแหล่งจ่ายแรงดันคงที่:

ความต้านทานอินพุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานจะแสดงด้วยตัวต้านทานริน ดังที่ทราบกันดีว่าแรงดันไฟฟ้าผสม op-amp อาจมีขั้วใดก็ได้ สมมติว่าปรากฎออกมาดังรูป จากนั้นในช่วงแรกหลังจากเปิดเครื่อง แรงดันเอาต์พุตของโคลงและดังนั้นแรงดันไฟฟ้าระหว่างอินพุตของ op-amp จะเท่ากับศูนย์ และขั้วลบของแหล่งกำเนิด Ucm จะเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ใช่ การกลับอินพุตของ op-amp แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตจะลดลงและที่ค่ากลางที่มากเพียงพอ (เช่น K1UT531B เช่นสามารถเข้าถึง 7.5 mV) เนื่องจากปัจจัยการขยายแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ระยะเอาต์พุตของ op-amp นั้นอิ่มตัวสูง แรงดันไฟขาออกเป็นเพียงหนึ่งในสิบของโวลต์ แรงดันไฟฟ้านี้ไม่เพียงพอที่จะเปิดทรานซิสเตอร์ตัวควบคุมของโคลงดังนั้นจึงไม่สตาร์ท หากปรากฎว่าหลังจากเปลี่ยนไมโครวงจรแล้ว แรงดันไบแอสของ op-amp ที่ติดตั้งใหม่ไม่สูงเกินไปหรือขั้วของมันจะตรงกันข้ามกับที่แสดงในรูปที่ 1 2a โคลงจะเริ่มทำงานตามปกติ

คุณสามารถกำจัดความจำเป็นในการเลือกอินสแตนซ์ op-amp ที่ต้องใช้แรงงานมากสำหรับตัวกันเสถียรภาพแต่ละตัวได้หลายวิธี ตัวอย่างเช่นหนึ่งในนั้นคือการใช้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าพร้อมไดโอดแยกเพื่อสตาร์ทโคลง (รูปที่ 2b) แรงดันไฟฟ้าคร่อมตัวต้านทาน R2 ต้องเป็นไปตามความไม่เท่าเทียมกันต่อไปนี้:

เมื่อเชื่อมต่อโคลงกับแหล่งจ่ายไฟ แรงดันไฟฟ้าบวกจากตัวต้านทาน R2 (รูปที่ 2. b) จะถูกส่งผ่านไดโอด VI ไปยังอินพุตที่ไม่กลับด้านของ op-amp ในเวลาเดียวกันแรงดันเอาต์พุตของ op-amp จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและทรานซิสเตอร์ควบคุมของโคลงจะเปิดขึ้น

หลังจากที่โคลงถึงโหมดที่กำหนด ไดโอด VI จะปิดและตัดการเชื่อมต่อตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าจากอินพุตของออปแอมป์ หากต้องการกำจัดอิทธิพลของแรงดันไฟฟ้าทริกเกอร์ที่มีต่อการทำงานของโคลงอย่างสมบูรณ์ที่สุดคุณควรเลือกซิลิคอนไดโอดที่มีกระแสย้อนกลับต่ำ

การทดสอบภาคปฏิบัติยืนยันประสิทธิผลของการใช้วงจรที่อธิบายไว้ - ตัวกันโคลงเริ่มต้นขึ้นอย่างไม่มีที่ติที่ค่าแรงดันไฟฟ้าและขั้ว Ucm ในขณะที่ไม่มีมัน บางครั้งโคลงก็ไม่เปิดขึ้นมา ไม่ได้สังเกตเห็นอิทธิพลของวงจรทริกเกอร์ต่อประสิทธิภาพของโคลง (ค่าสัมประสิทธิ์ความเสถียร - มากกว่า 6,000, ความต้านทานเอาต์พุต 8 mOhm)

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบสวิตชิ่งมีประสิทธิภาพสูง และมีขนาดเล็กจึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในแหล่งพลังงานสำรองสมัยใหม่ แผนผังของตัวปรับแรงดันไฟฟ้าพัลส์แบบอนุกรมตามแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานจะแสดงในรูปที่ 1 4.19.

ข้าว. 19. แผนผังของตัวปรับแรงดันไฟฟ้าพัลส์แบบอนุกรมโดยใช้แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน

แผนภาพวงจรการวัดจะคล้ายกับรูปที่. 4. 17 แต่แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานไม่ใช่แอมพลิฟายเออร์ แต่เป็นตัวเปรียบเทียบที่มีลักษณะรีเลย์รูปวงแหวน การตอบสนองเชิงบวกซึ่งสร้างลักษณะคล้ายห่วงนั้นดำเนินการโดยตัวต้านทาน R6 ความกว้างของลูปจะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของความต้านทานของตัวต้านทาน R5 และ R6 ความต้านทานของตัวต้านทาน R6 นั้นมากกว่าความต้านทานของตัวต้านทาน R5 มากและความกว้างของลูปคือหลายมิลลิโวลต์ ตามอัตภาพ คุณลักษณะคงที่ของตัวเปรียบเทียบที่สัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าของตัวแบ่งจะแสดงในรูปที่ 1 4.20.

ข้าว. 4. 20. ลักษณะคงที่ของเครื่องเปรียบเทียบ

หากแรงดันไฟฟ้าเกินเกณฑ์บน ยู พี2จากนั้นแรงดันไฟฟ้าของตัวเปรียบเทียบจะน้อยที่สุด ซีเนอร์ไดโอด VD2 ถูกปิด ทรานซิสเตอร์ VT2 และ VT1 ถูกปิด แรงดันเอาต์พุตจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป หากแรงดันไฟฟ้าน้อยกว่าเกณฑ์ขั้นต่ำ ยู ป1จากนั้นแรงดันไฟฟ้าของตัวเปรียบเทียบจะสูงสุด ซีเนอร์ไดโอด VD2 เสีย ทรานซิสเตอร์ VT2 และ VT1 เปิดอยู่ แรงดันเอาต์พุตจะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป การสั่นไหวของตัวเองของแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้น ยู 2 สัมพันธ์กับมูลค่า เนื่องจากลูปตัวเปรียบเทียบแคบมาก ความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้า ยู 2 ถือว่ายอมรับได้ ในรูป รูปที่ 4 21 แสดงไดอะแกรมเวลาของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า SCV สำหรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตสองค่า

ข้าว. 4. 21. แผนภาพเวลาของแรงดันไฟฟ้าของพัลส์ SSC

การลดแรงดันไฟฟ้า ยู 1 ส่งผลให้ระยะเวลาพัลส์แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ยูเค(4.เพิ่มเวลาเปิดของทรานซิสเตอร์ VT1) และลดระยะเวลาหยุดชั่วคราว ระยะเวลาการเกิดซ้ำของพัลส์ก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ช่วงแรงดันไฟฟ้า ยู 2 เกินโซนที่ถูกจำกัดด้วยค่าเกณฑ์เนื่องจากกระบวนการออสซิลเลชันในตัวกรอง LC

การมีอยู่ของการสั่นในตัวเองของแรงดันไฟขาออกนั้นเป็นข้อเสียของตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบพัลซิ่ง แต่สิ่งนี้แทบไม่มีผลกระทบต่อการทำงานของผู้บริโภคที่ขับเคลื่อนโดยโคลงและข้อดีของการควบคุมแบบพัลซิ่งมีความสำคัญ ควรสังเกตว่าเนื่องจากทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกันจึงจำเป็นต้องมีวงจรทริกเกอร์ VD4, R9 ซึ่งทำงานในลักษณะเดียวกับในวงจร VS ตามลำดับบนทรานซิสเตอร์ที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน

บ้าน » ไฟส่องสว่างภายนอกรถยนต์ » ความคงตัวด้วยโอห์ม การคำนวณโคลงบนแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าบนแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน