出力電圧リップルを減らします。スキーム、説明

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出力電圧リップルを低減します。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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安定化電源は電子機器の重要な部品です。デバイス全体の主なパラメータは、多くの場合、電源の品質指標に依存します。スタビライザーの最も重要な特性は安定化係数 Kst と脈動抑制 Kpulse であり、XNUMX 番目のパラメーターは最初のパラメーターよりも厳しい要件が適用されることがよくあります。

大きな安定化係数を備えたスタビライザーを作成するのは比較的簡単です。補償安定器のフィードバック回路に高いゲインを実装すると、その動作の安定性が低下するため、低いリップルレベルを得るのはさらに困難です。高ゲインと低バイアス電圧を備えたオペアンプの出現により、電源の品質指標は劇的に向上しました。

出力電圧リップルの低減

しかし、高ゲインの実装に伴い、ほぼすべての補償電圧レギュレータでリップル抑制係数を増加させる非常に簡単で効果的な方法が知られています。この方法は、よく知られた安定化回路を示します。その中で、オペアンプDA1とトランジスタVT2には制御要素（誤差信号増幅器）が作成され、VT1には制御要素が作成されます。たとえば、入力 dUin が 1 V 変化したときに、スタビライザーの出力電圧 dUout の変化が 1 mV を超えてはいけない場合、理論的には、制御要素は K=1000 のゲインを提供する必要があります。

ただし、これには、抵抗 R4、R7 で構成される測定素子 (測定分圧器) での信号 dUout の減衰は含まれません。適用されるオペアンプの入力インピーダンスが低いと、Rin オペアンプも測定素子に入ります。したがって、実際には、K は示されている値より 10 ～ 30 倍大きくなるはずです。

測定素子の存在により、負帰還回路を通って制御素子オペアンプの入力に到達するリップルの振幅が、信号 dUout と同じ係数で減少します。スタビライザの Uout が増加すると、不整合信号の減衰も増加するため、通常、高電圧スタビライザの場合、リップル抑制係数は低電圧スタビライザよりも低くなります。

前述のことから、C4R5 回路を介して追加の負の AC フィードバックを導入することにより、スタビライザのリップル抑制係数を大幅に増加できることがわかります。出力電圧リップルは、Uout <= 4 V の場合は直接 (コンデンサ C15 を介して)、または比較的低抵抗のコンデンサと抵抗 r5 を介してオペアンプの入力に伝達されます。この場合、リップル周波数における抵抗r5とコンデンサC4の合計抵抗値が抵抗r4の抵抗値よりも小さい場合、可変電圧成分の測定素子の分周率が増加し、Kpulse係数が増加します。。抵抗 r5 は、高い出力電圧 uout でオペアンプの入力回路を保護するために必要です (スタビライザがオンおよびオフになるときにコンデンサ C4 の充放電電流を制限します)。ダイオード vu1 と vd2 は同じ目的を果たします。

コンデンサＣ４の静電容量は、抵抗Ｒ４の抵抗値と負荷電流に応じて選択される。抵抗器 R4 の抵抗値が減少し、スタビライザーの負荷電流が増加すると、静電容量を増加する必要があります。負帰還回路にはコンデンサ C4 が含まれているため、出力電圧の時間と温度の安定性に大きな影響を与える可能性があります。したがって、コンデンサ C4 は公称温度での漏れ電流が少なくなければなりません。このコンデンサの静電容量が大きいと、スタビライザの出力の電圧はよりゆっくりと設定されます。 OS 回路にコンデンサ C4 を含めることにより、低周波ピックアップに対するスタビライザーの安定性が大幅に向上することにも注意してください。

スタビライザの動作を分析した結果、同じ基準電圧源 Uobr を使用した場合、交流のフィードバックなしの出力電圧リップルの振幅は 40 ～ 50 mV に達し、フィードバック回路の接続により 1 ～ XNUMX mV に減少することがわかりました。 XNUMXmV。

結論として、リップル抑制を改善するために検討された方法は、オペアンプスタビライザーだけでなく、ほぼすべての補償電圧レギュレーターにも適用できることに注意する必要があります。

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