Лабораторные источники питания

У описанных выше стабилизаторов на­пряжения выходное напряжение может ре­гулироваться в пределах определенного диапазона U_a > U_опорн. Уровень же ограни­чения тока служит только для защиты ста­билизатора и поэтому жестко фиксируется на одном значении I_макс.

В лабораторных источниках питания требуется, чтобы выходное напряжение стабилизатора и уровень предельного тока могли плавно регулироваться от нуля до максимальной величины. Схема, удовлетворяющая такому требованию, приведена на рис. 14.23. Регулирование выходного напряжения осуществляется операционным усилителем ОУ1 в инвертирующем вклю­чении. Выходное напряжение схемы опре­деляется выражением

U_а= - (R₂/R1)U_ОПОРН1

Оно пропорционально сопротивлению ре­гулируемого резистора R₂. Регулировка выходного напряжения также может осу­ществляться изменением уровня опорного напряжения U_опорн1. Ток нагрузки стабили­затора течет от положительного полюса изолированного от земли источника нестабилизированного напряжения U_L через вы­ходной каскад стабилизатора, выпол­ненный по схеме Дарлингтона на состав­ном транзисторе T’1, T1, через нагрузку и далее через токоизмерительный резистор R_s к отрицательному полюсу источника. Падение напряжения на R_s пропорцио­нально выходному току I_а. Инвертирующий усилитель, выполненный на базе опе­рационного усилителя ОУ 2, сравнивает это напряжение со вторым опорным на­пряжением U_опорн2.

Рис. 14.23. Источник питания с прецизионной установкой уровня ограничения тока

Ua=-(R2/R1)Uопорн, Iaпред=(R4/RSR3)Uопорн2.

Пока выполняется со­отношение

потенциал на неинвертирующем входе ОУ2 остается положительным. При этом операционный усилитель находится в области насыщения с положительным выходным напряжением и диод D заперт. В этом состоянии схема ограничения тока не влияет на работу стабилизатора напря­жения. Когда выходной ток достигает предельного значения

потенциал V_P2 становится равным нулю. Выходное напряжение операционного уси­лителя ОУ 2 падает, и диод D открывает­ся. Это обусловливает снижение напряже­ния на базе составного транзистора, т.е. происходит включение схемы ограничения тока. Чтобы скомпенсировать снижение выходного напряжения, выходное напряже­ние операционного усилителя ОУ1 повы­шается до максимального уровня. Однако это не может повлиять на работу схемы ограничения тока, так как операционный усилитель ОУ2 благодаря открытому диоду D имеет преимущественное влияние на величину выходного напряжения.

Разность токов двух делителей напря­жения R1, R₂ и R3, R₄ создает на сопротив­лении резистора R_s дополнительное паде­ние напряжения. Эти делители можно, однако, сделать достаточно высокоомными, с тем чтобы они практически не иска­жали результат измерения тока.