казанных на рис. 6.13-6.15. Используемая в этих схемах регулирующая ОС позволяет установить амплитуду колебаний выходного напряжения меньше 0,1 В относительно его среднего значения, т. е. меньше 1% от С/вых. Значения Сн, L и /2 следует выбирать такими, чтобы за время ti в выходную цепь передавалась большая энергия, чем затрачиваемая на поддержание требуемого значения (/вых на нагрузке Rh за время tz.

Среди известных стабилизаторов положительного напряжения, спроектированных на основе таймеров, наиболее удачной является структура на рис. 6.13. Она содержит цепи регулирующей обратной связи и защиты выходного мощного транзистора от короткого замыкания. Таймер включен по схеме мультивибратора, генерирующего прямоугольные выходные сигналы, управляющие ра-

Рис. 6.13. Иидуктивио-емкостиый преобразователь иа таймере

Jbx-lS-bOB

4мгн, цтг Ом vBz

Рис. 6.14. Высоконадежный стабилизатор на компараторах 521САЗ 196

. ботой транзисторов VTI, VT2. При высоком выходном напряжении таймера транзисторы VT1, VT2 насыщены в течение времени ti = 0,7{Ri-\-R2)Ct и ток через индуктивность L поступает в нагрузку Rh и выходной конденсатор С1. При низком выходном напряжении таймера транзисторы VT1, VT2 закрыты в течение вре-

500мк

Рис. 6.15. Индуктивно-емкостный преобразователь положительного напряжения 5 В в отрицательное -15 В

мени t-2=0,7 R2C2 и в нагрузку отдается энергия, накопленная в реактивностях L и С1. Пока выходное напряжение меньше падения напряжения Uct на открытом стабилитроне VD1, транзистор УТ5 заперт и не влияет на работу таймера. Как только выполняется неравенство [/вых/ст + /э.б, транзистор VT5 открывается i напряжение на выводе 5 уменьшается до 0,1 В. Вследствие это- 0 напряжение на выходе таймера переключается от Un до 0. Гаким образом модулируется длительность времени ti передачи мощности от источника питания f/n к нагрузке. Если исклю-иить цепь обратной связи, то среднее значение выходного напряжения [/бых if/axfr, где fr - рабочая частота мультивибратора. Для защиты выходного транзистора VT2 от перегрузки по току введена цепь ОС на транзисторах VT3, VT4. Эта цепь ограничивает максимальный ток через VT2 на уровне 0,7B/Rz. Если падение напряжения на R3 при увеличении тока в нагрузке становится больше 0,7 В, то транзисторы VT3, VT4 насыщаются. Вследствие этого напряжение на выводе 4 уменьшается до 0,1 В, генерирование таймером импульсов прекращается, на его выходе устанавливается напряжение около 0,1 В. При этом транзисторы VT1, VT2 закрываются. Генерирование таймером импульсов возобновится только после того, как будут устранены причины перегрузки VT2 по току. Для защиты VT2 от перегрузок 1П0 напряжению в схему введен диод VD1, ограничивающий отрицательные выбросы напряжения на коллекторе VT2 при напряжении-1 В. При указанных на схеме параметрах элементов выходное напряжение равно 10 В при изменении [/ в диапазоне 12-16,5 В, выходной ток - около 100 мА, а пульсации Ubhx и его относительная нестабильность при изменении U и Rh не

превышают 1%. Коэффициент полезного действия стабилизатора примерно равен 75%.

В аппаратуре длительного срока службы с автономным питанием и повышенными требованиями к надежности функционирования необходимы источники, выходное напряжение которых оставалось бы постоянным при изменении входного напряжения в широком диапазоне. Такой источник питания можно построить также на базе импульсного стабилизатора (см. рис. 6.14). Устройство работает следующим образом. Когда VTl открыт, т. е. подано Ubx, то VT2 и VT3 открываются и ток через VTI увеличивается линейно. Как только этот ток достигает некоторой величины, определяемой резистором R1, выходное напряжение компаратора А1 падает до нуля и все транзисторы закрываются. Накопленная в течение предыдущего цикла в индуктивности L энергия переводится в конденсатор С! через диоды VD1 и VD2. Эти циклы продолжаются до тех пор, пока ток через L и напряжение на R2 не изменятся настолько, что будет достигнут порог срабатывания компаратора А1. Затем компаратор переключится в состояние, при котором вновь откроются транзисторы. Такой процесс колебания в схеме будет продолжаться до тех пор, пока С/вых не достигнет заданного значения, что фиксируется компаратором А2. Последний после этого переключается в состояние, при котором его выходное напряжение равно нулю, что устанавливает компаратор Л/ в то же состояние. Поэтому и транзисторы остаются закрытыми, пока выходное напряжение не упадет ниже заданного значения. После этого описанный процесс повторяется.

Делитель R3, R4 сдвигает выше уровня земли потенциал входа А1. Если R5 = Ra, напряжение верхнего порога срабатывания А1 определяют резисторы R1, R6 и R5, а нижнего - R2, R7 и R8. Пороговые напряжения увеличиваются при увеличении Ubx-Однако благодаря тому, что ток смещения также увеличивается, это несущественно влияет на работу схемы. Остальные конденсаторы (кроме С1) отфильтровывают высокочастотные помехи в схеме. Коэффициент полезного действия приведенного источника питания- около 60%.

Импульсные стабилизаторы напряжения могут быть использованы не только для преобразования постоянного нестабилизированного напряжения в более низкое стабильное. Часто возникают проблемы получения выходного напряжения, превышающего входное, или получения выходного напряжения с противоположной по отношению ко входно.му полярностью. Например, для работы большинства современных БИС цифро-аналоговых, аналого-цифровых преобразователей и некоторых микропроцессоров недостаточно обычного для современной микроэлектронной аппаратуры напряжения 5 В, а требуется еще отрицательное стабильное напряжение. Получить необходимое напряжение без дополнительного источника питания можно, применив показанную на рис. 6.15 схему импульсного стабилизатора. При использовании дросселя индуктивностью 1 мГн было получено 20,1 мс; i = 3,3 мкс. Сле-