Лабораторные источники питания
У описанных выше стабилизаторов напряжения выходное напряжение может регулироваться в пределах определенного диапазона Ua > Uопорн. Уровень же ограничения тока служит только для защиты стабилизатора и поэтому жестко фиксируется на одном значении Iмакс.
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
Uа= - (R2/R1)UОПОРН1
Оно пропорционально сопротивлению регулируемого резистора R2.Регулировка выходного напряжения также может осуществляться изменением уровня опорного напряжения Uопорн1. Ток нагрузки стабилизатора течет от положительного полюса изолированного от земли источника нестабилизированного напряжения UL через выходной каскад стабилизатора, выполненный по схеме Дарлингтона на составном транзисторе T’1, T1, через нагрузку и далее через токоизмерительный резистор Rs к отрицательному полюсу источника. Падение напряжения на Rs пропорционально выходному току Iа. Инвертирующий усилитель, выполненный на базе операционного усилителя ОУ 2, сравнивает это напряжение со вторым опорным напряжением Uопорн2.
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 VP2 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 Rs дополнительное падение напряжения. Эти делители можно, однако, сделать достаточно высокоомными, с тем чтобы они практически не искажали результат измерения тока.