Назначение отдельных элементов схемы, техническое описание электрической принципиальной схемы источника стабилизированного напряжения

Исходя из рассмотренной структурной схемы источника, определяем следующие основные элементы, реализующие функции узлов структурой схемы:

1. Силовой трансформатор (трансформатор Т1);

2. Выпрямитель (диоды VD1 … VD4);

3. Входной сглаживающий фильтр (конденсаторы С1 … С3);

4. Регулирующий элемент (транзистор VT3);

5. Согласующий транзистор (транзистор VT4);

6. Источник опорного напряжения (стабилитрон VD6);

7. Измерительное устройство (резисторы R4 … R6);

8. Усилитель постоянного тока и элемент сравнения (транзистор VT5, диод VD5, резистор R1);

9. Устройство защиты по току (транзисторы VT1, VT2 конденсатор C4, резисторы R2, R3);

10. Устройство защиты от повышенного напряжения (тиристор VS1, стабилитрон VD7, резистор R7).

Разрабатываемый источник стабилизированного напряжения (рис. 1) ра­ботает следующим образом. Входное сетевое напряжение поступает на силовой понижающий трансформатор Т1. На вторичной обмотке формируется напряжение, необходимое для получения стабилизированного выходного напряжения, но меньше сетевого, в данном случае 19,5 В.

Рисунок 1. Источник стабилизированного напряжения

Полученное вторичное напряжение подается на мостовой выпрямитель на диодах VD1 … VD4 и затем на сглаживающий фильтр С1 … С3.

Полученное постоянное напряжение с минимальным напряжением пульсации подается на регулирующий элемент транзистор VT3. Режим работы регулирующего транзистора определяется согласующим транзистором VT4. Транзисторы VT3 и VT4 образуют составной эмиттерный повторитель, с целью обеспечения максимального тока, отдаваемого в нагрузку. Выходное напряжение после регулирующего элемента по цепи обратной связи через делитель напряжения на резисторах R7 … R9, поступает на схему сравнения на транзисторе VT5, где производится сравнение части выходного напряжения с опорным эталонным напряжением на стабилитроне VD6, а также усиление сигнала рассогласования. Усиленный сигнал рассогласования подается в базу составного эмиттерного повторителя на транзисторах VT3 и VT4.

Любое изменение входного напряжения приводит к изменению напряжения на выходе регулирующего элемента – это в свою очередь приводит к изменению напряжения на входе схемы сравнения, что соответственно изменяет сигнал рассогласования. В результате в базу регулирующего транзистора подается такое напряжение, которое возвращает выходное напряжение к исходному состоянию.

Точно так же изменение параметров нагрузки приводит к изменению выходного тока стабилизатора, но и следовательно к изменению напряжения на выходе, что приводит к изменению сигнала рассогласования. В результате опять же в базу регулирующего транзистора подается такое напряжение, которое возвращает выходное напряжение к исходному состоянию.

Схема защиты по току отслеживает величину тока нагрузки бла­годаря резистору R3, включенному между базой и эмиттером транзистора VT1. В случае увеличения тока через нагрузку, напряжение на резисторе R3 также увеличивается, что приводит к резкому увеличению коллекторного тока транзистора защиты и как следствие увеличению входного тока стабилизатора. В результате входной пре­дохранитель стабилизатора выходит из строя.

Защита от перенапряжения включается параллельно выходу стабилизатора. В случае повышения напряжения на выходе стабилизатора выше допустимого предела, а именно до напряжения пробоя стабилитрона VD9. Это приводит к открыванию тиристора VS1, который за счет резкого увеличения выходного тока шунтирует выход стабилизатора, что приводит к сгоранию предохранителя F1.