Ondulation de tension de sortie réduite. Schéma, description

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Réduire l'ondulation de la tension de sortie. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Alimentations

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Les alimentations stabilisées constituent une partie importante des appareils électroniques. Les principaux paramètres de l'appareil dans son ensemble dépendent souvent des indicateurs de qualité de l'alimentation électrique. Les caractéristiques les plus importantes du stabilisateur sont les coefficients de stabilisation Kst et de suppression des pulsations Kpuls, et le deuxième paramètre est souvent soumis à des exigences plus strictes que le premier.

Il est relativement simple de produire un stabilisateur ayant un coefficient de stabilisation élevé. Il est beaucoup plus difficile d'obtenir un faible niveau d'ondulation, car la mise en œuvre d'un gain élevé dans le circuit de rétroaction du stabilisateur compensateur est associée à une détérioration de la stabilité de son fonctionnement. Avec l'avènement des amplificateurs opérationnels à gain élevé et à faible tension de décalage, la qualité des alimentations électriques a considérablement augmenté.

Réduction de l'ondulation de la tension de sortie

Cependant, parallèlement à la mise en œuvre d'un gain élevé, une méthode assez simple et efficace est connue pour augmenter le coefficient de suppression d'ondulation dans presque tous les stabilisateurs de tension de compensation. Cette méthode est démontrée par un circuit stabilisateur bien connu. Dans celui-ci, un élément de commande (amplificateur de signal de mésappariement) est réalisé sur l'ampli opérationnel DA1 et le transistor VT2, et un élément de régulation est réalisé sur VT1. Si, par exemple, la variation de la tension de sortie dUout du stabilisateur ne doit pas dépasser 1 mV lorsque l'entrée dUin change de 1 V, alors théoriquement l'élément de commande devrait fournir un gain de K = 1000.

Cependant, cela n'inclut pas l'atténuation du signal dUout dans l'élément de mesure (diviseur de tension de mesure), constitué des résistances R4, R7. Avec une faible résistance d'entrée de l'ampli-op utilisé, l'élément de mesure comprend également l'ampli-op Rin. Par conséquent, en réalité, K devrait être 10 à 30 fois supérieur à celui indiqué.

La présence d'un élément de mesure réduit l'amplitude des ondulations arrivant via le circuit de rétroaction négative jusqu'à l'entrée de l'ampli-op de l'élément de commande du même facteur que le signal dUout. À mesure que Uout du stabilisateur augmente, l'atténuation du signal de désadaptation augmente également, de sorte que les stabilisateurs haute tension ont généralement un coefficient de suppression d'ondulation inférieur à celui des stabilisateurs basse tension.

De ce qui précède, il s'ensuit que le coefficient de suppression d'ondulation du stabilisateur peut être considérablement augmenté en introduisant une rétroaction alternative négative supplémentaire via le circuit C4R5. Les ondulations de tension de sortie sont transmises à l'entrée de l'ampli-op soit directement (via le condensateur C4), si Uout <= 15 V, soit via un condensateur et une résistance r5 avec une résistance relativement faible. Dans ce cas, le coefficient de division de l'élément de mesure pour la composante de tension alternative augmente et le coefficient KPulse augmente à peu près dans le même temps que la résistance totale de la résistance r5 et du condensateur C4 à la fréquence de pulsation est inférieure à la résistance de la résistance r4. La résistance r5 est nécessaire pour protéger les circuits d'entrée de l'ampli-op à une tension de sortie élevée uout (elle limite le courant de charge et de décharge du condensateur C4 lorsque le stabilisateur est allumé et éteint). Les diodes vu1 et vd2 remplissent également le même objectif.

La capacité du condensateur C4 est choisie en fonction de la résistance de la résistance R4 et du courant de charge. À mesure que la résistance R4 diminue et que le courant de charge du stabilisateur augmente, la capacité doit être augmentée. Étant donné que le condensateur C4 est inclus dans le circuit de rétroaction négative, il peut grandement influencer la stabilité dans le temps et en température de la tension de sortie. Par conséquent, le condensateur C4 doit présenter une faible fuite à la température nominale. Avec une grande capacité de ce condensateur, la tension à la sortie du stabilisateur est réglée plus lentement. Il convient également de noter que l'inclusion du condensateur C4 dans le circuit OS augmente considérablement la stabilité du stabilisateur face aux interférences basse fréquence.

L'analyse du fonctionnement du stabilisateur a montré que lorsque l'on travaille avec la même source de tension de référence Urev, l'amplitude d'ondulation de la tension de sortie sans retour AC atteint 40...50 mV, et avec la connexion du circuit de retour, elle diminue jusqu'à 1. mV.

En conclusion, il convient de noter que la méthode envisagée pour améliorer la suppression des ondulations peut être utilisée non seulement dans les stabilisateurs d'ampli-op, mais dans presque tous les stabilisateurs de tension de compensation.

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