Reduzca la ondulación del voltaje de salida. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Las fuentes de alimentación estabilizadas son una parte importante de los dispositivos electrónicos. Los principales parámetros del dispositivo en su conjunto a menudo dependen de los indicadores de calidad de la fuente de alimentación. Las características más importantes del estabilizador son los coeficientes de estabilización Kst y la supresión de pulsaciones Kpulse, y el segundo parámetro suele estar sujeto a requisitos más estrictos que el primero.

Es relativamente fácil fabricar un estabilizador con un factor de estabilización grande. Es mucho más difícil obtener un nivel bajo de ondulación, ya que la implementación de una alta ganancia en el circuito de retroalimentación del estabilizador de compensación está asociada con un deterioro en la estabilidad de su funcionamiento. Con la llegada de los amplificadores operacionales con alta ganancia y bajo voltaje de polarización, los indicadores de calidad de las fuentes de alimentación han aumentado dramáticamente.

Sin embargo, junto con la implementación de una alta ganancia, se conoce una forma bastante simple y efectiva de aumentar el factor de supresión de ondulación en casi cualquier regulador de voltaje compensador. Este método demuestra el conocido circuito estabilizador. En él, en el amplificador operacional DA1 y el transistor VT2, se fabrica un elemento de control (un amplificador de señal de error), y en VT1, un elemento de control. Si, por ejemplo, el cambio en el voltaje de salida dUout del estabilizador no debe exceder 1 mV cuando la entrada dUin cambia en 1 V, entonces, teóricamente, el elemento de control debería proporcionar una ganancia de K=1000.

Sin embargo, esto no incluye la atenuación de la señal dUout en el elemento de medición (divisor de tensión de medición), que consta de las resistencias R4, R7. Con una impedancia de entrada baja del amplificador operacional aplicado, el amplificador operacional Rin también ingresa al elemento de medición. Por tanto, en realidad, K debería ser 10 ... 30 veces mayor de lo indicado.

La presencia del elemento de medición reduce la amplitud de las pulsaciones que llegan a través del circuito de retroalimentación negativa a la entrada del amplificador operacional del elemento de control en el mismo factor que la señal dUout. Con un aumento en la U del estabilizador, la atenuación de la señal de desajuste también aumenta, por lo tanto, para los estabilizadores de alto voltaje, el coeficiente de supresión de ondulación suele ser menor que para los de bajo voltaje.

De lo anterior se deduce que el coeficiente de supresión de ondas del estabilizador se puede aumentar significativamente introduciendo una retroalimentación de CA negativa adicional a través del circuito C4R5. Las ondulaciones del voltaje de salida se transmiten a la entrada del amplificador operacional directamente (a través del capacitor C4), si Uout <= 15 V, o a través de un capacitor y una resistencia r5 con una resistencia relativamente baja. En este caso, el factor de división del elemento de medición para el componente de voltaje variable aumenta y el coeficiente Kpulse aumenta aproximadamente tantas veces como la resistencia total de la resistencia r5 y el capacitor C4 a la frecuencia de ondulación es menor que la resistencia de la resistencia r4. . La resistencia r5 es necesaria para proteger los circuitos de entrada del amplificador operacional a un alto voltaje de salida uout (limita la corriente de carga y descarga del condensador C4 cuando el estabilizador está encendido y apagado). Los diodos vu1 y vd2 tienen el mismo propósito.

La capacitancia del condensador C4 se selecciona según la resistencia de la resistencia R4 y la corriente de carga. Con una disminución en la resistencia de la resistencia R4 y un aumento en la corriente de carga del estabilizador, se debe aumentar la capacitancia. Debido al hecho de que el condensador C4 está incluido en el circuito de retroalimentación negativa, puede afectar en gran medida la estabilidad del tiempo y la temperatura del voltaje de salida. Por lo tanto, el condensador C4 debe tener bajas fugas a temperatura nominal. Con una capacitancia grande de este condensador, el voltaje en la salida del estabilizador se establece más lentamente. También cabe señalar que la inclusión del condensador C4 en el circuito OS aumenta significativamente la estabilidad del estabilizador ante pastillas de baja frecuencia.

Un análisis del funcionamiento del estabilizador mostró que cuando se trabaja con la misma fuente de voltaje de referencia Uobr, la amplitud de la ondulación del voltaje de salida sin retroalimentación para corriente alterna alcanza 40 ... 50 mV, y cuando se conecta el circuito de retroalimentación disminuye a 1 mV.

En conclusión, cabe señalar que el método considerado para mejorar la supresión de ondulaciones se puede aplicar no sólo en estabilizadores de amplificadores operacionales, sino también en casi cualquier regulador de voltaje compensador.

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