Стабилизатор на операционном усилителе с ограничением выходного тока

 

Схема качественного стабилизатора, в котором управляющий транзистор заменен операционным усилителем, приведена на рис. 15.7. Питание ОУ осуществляется однополярным положительным напряжением U _вх (в данном случае не требуется получение на выходе ОУ отрицательных напряжений), что позволяет использовать стандартные операционные усилители в схемах стабилизаторов с выходным напряжением почти до 30 В.

Резистор R 2 и транзистор VT 2 образуют схему ограничения выходного тока. При номинальных токах нагрузки падение напряжения на R 2 не превышает напряжения отпирания перехода база-эмиттер VT 2, транзистор VT 2 закрыт и не оказывает влияния на работу схемы стабилизатора. Операционный усилитель с дополнительным усилителем выходного тока VT 1 включен по схеме неинвертирующего УПТ, откуда следует соотношение для расчета выходного напряжения

.

Если падение напряжения на R 2 превысит величину, равную приближенно 0, 6 В, транзистор VT 2 откроется и предотвратит дальнейшее увеличение тока базы транзистора VT 1. Таким образом, величина выходного тока стабилизатора ограничена уровнем .

Качественные показатели стабилизатора по схеме рис. 15.7 определяются следующими соотношениями:

а) коэффициент стабилизации (его можно повысить, если заменить R 1 источником тока)

;

б) выходное сопротивление

,

где К – коэффициент усиления ОУ по напряжению;

r_вых – выходное сопротивление ОУ;

в) температурный коэффициент напряжения

,

где – дрейф напряжения смещения ОУ;

– дрейф входного тока ОУ;

ТКН_ст – температурный коэффициент напряжения стабилитрона.

Все рассмотренные стабилизаторы эффективно подавляют нестабильность U _вх не только за счет медленных колебаний сетевого напряжения, но и пульсации U _вх после выпрямителя, выполняя роль электронного сглаживающего фильтра. Поэтому на входе стабилизатора допустим сравнительно высокий уровень пульсаций напряжения.