При макетировании схем, содержащих ОУ, требуется двухполярное питание.
Если имеется только один однополярный источник, получить двухполярное питание можно с помощью устройств, содержащих искусственную среднюю точку.
Простейшее из них состоит из делителя напряжения, образованного двумя резисторами с одинаковой мощностью, средняя точка которою соединена с выходным общим проводом, имеющим нулевой потенциал.
[info]В силовой электротехнике для питания асинхронных двигателей, насосов применяют преобразователь частоты в Москве, который можно купить по дешёвой цене. [/info]
Недостаток такого устройство – отсутствие стабилизации нулевого потенциала при разбалансе токов нагрузки плеч. Повысить стабильность нулевого потенциала можно, используя активные элементы, управляемые указанными токами.
На рис.1 показана схема такого устройства. Оно подкупает своей простотой, но не является работоспособной из-за наличия «зоны чувствительности» транзисторов, ширина которой равна удвоенному падению напряжения на их эмиттерных переходах и составляет 0,6В для германиевых транзисторов и 1,4 В для кремниевых.
Благодаря наличию этой зоны при полной симметрии токов нагрузки плеч оба транзистора VT1, VT2 заперты, их внутренние сопротивления составляют сотни килоом, что для нулевого провода практически означает обрыв цепи. Такое состояние схемы является неустойчивым и под воздействием дестабилизирующих факторов один из транзисторов, например верхний, открывается.
Его внутреннее сопротивление составляет десятки ом и путь для протекания тока нагрузки нижнею плеча освобождается. Нижний транзистор остается закрытым, и ток нагрузки верхнего плеча через него практически не протекает. Это состояние схемы также является неустойчивым, и через некоторое время под воздействием теx же дестабилизирующих факторов состояние транзисторов изменяется на обратное, верхний транзистор закрывается, нижний открывается и т.д.
Таким образом, благодаря случайным флуктуационным процессам процессам, протекающим в схеме на рис.1 в ней имеет место временная нестабильность параметров общего провода проходное сопротивление (вплоть до обрыва цепи для тока нагрузки одного из плеч) и скачкообразное изменение нулевого потенциала на величину, численно равную ширине «зоны нечувствительности» транзисторов, что для источников питания совершенно недопустимо.
Все сказанное в полной мере относится ко всем усилителям мощности звуковой частоты, в которых выходные транзисторы включены по аналогичной схеме, благодаря описанным процессам, в динамиках их акустических систем в «режиме молчания»
прослушиваются хаотические щелчки, в номинальном режиме работы из-за искажений типа ступенька неверное воспроизведение тембра электрическою сигнала, а при отсутствии конденсатора, включенного между базами и эмиттерами, самовозбуждение в области ВЧ.
На рис.2 показан доработанный вариант рассмотренной ранее схемы, свободный от перечисленных недостатков. Транзисторы VT1, VГ2 поставлены в режим А, и через них протекает сквозной ток Iо. При указанных на схеме номиналах резисторов Iо=1,1А точная установка производится резистором R, а плавность установки обеспечивается введением резисторов R8, R9. Симметрия выходных напряжений плеч регулируется резистором R1.
При увеличении тока нагрузки нижнего плеча возрастают базовый и эмиттерный токи транзистора VT1, увеличивается эмиттерный и уменьшается базовый потенциалы, под воздействием которых транзистор призакрывается, уменьшая указанный ток нагрузки. При уменьшении тока нагрузки нижнего плеча реакция транзистора VT1 будет противоположной.
Аналогично работает нижний транзистор VT2. Кроме того, каждый из регулирующих транзисторов оказывает шунтирующее воздействие но смежное плечо. Таким образом, стабилизация потенциала общего провода производится при одновременном воздействии обоих описанных факторов.
На рис 3 показано схема, содержащая меньше элементов, в которой транзисторы используются в режиме источников тока. Так как в таком режиме они управляются потенциалом лучше, чем в режиме единичного усиления по напряжению, эффективность данной схемы примерно в 6,5 раза выше предыдущей. Принцип работы остается таким же.
Наилучшего результата по стабилизации нулевого потенциала общего провода можно добиться, применяя ОУ. Такая схема показана на рис.4. Вся величина старческого коэффициента усиления ОУ задействована на обеспечение 100% ООС. Он следит за разностью потенциалов ±(UA-UB) в точках А и В схемы и поддерживает эту величину на минимальном уровне с высокой точностью.
При обязательном равенстве резисторов R10=R13, R11=R12 точную установку сквозного тока Iо = 1,1А можно уменьшить либо подбором дискретных резисторов R11=R12, либо введением регулировочной цепи, показанной штрихованной линией. Плавность установки Iо достигается введением дополнительных резисторов R14, R15.
Для приведенных схем входные и выходные параметры примерно одинаковы. Напряжение плеча 15В. Ток нагрузки плеча 1А. Мощность, потребляемая плечом, 15Вт. Напряжение первичного источника 30В. Ток, потребляемый oт первичного источника, 2,2А. Мощность, потребляемая от первичного источника, 66Вт. КПД 45%.
Читайте также статьи: Преобразователь напряжения 12/220 без силового трансформатора
