Alte tehnici de construcţie a stabilizatoarelor duale cu urmărire

4.4.4. Alte tehnici de construcţie a stabilizatoarelor duale cu urmărire

În absenţa unor stabilizatoare de tensiune continuă duale cu urmărire specializate, prin combinarea de sta­bilizatoare cu o singură ieşire, amplificatoare operaţionale de uz general, tranzistoare etc., se pot construi scheme funcţional echivalente. Principiul de construcţie descris în paragraful 4.4.1 se aplică în diverse variante.

În schema electrică din fig. 4.87 se utilizează două sta­bilizatoare de uz general din prima generaţie ROB305 şi ROB304. Rezistoarele R_A, R_B fixează tensiunea de ieşire pozitivă:

V₀⁺ = V_REF(1+R_A/R_B)                                             (4.99)

unde V_REF=1,71 V este tensiunea de referinţă din ROB305.

Această tensiune se aplică cu semn schimbat între ter­minalele AJ şi MASA ale circuitului integrat ROB304. Datorită reţelei de reacţie interne R_l5 = R₁₆ = 15 kΩ, ten­siunea — V₀⁺ se va regăsi dublată între terminalele sale V_OUT şi MASA. Cum terminalul „MASA” al circuitului integrat ROB304 s-a conectat la terminalul V_OUT al circu­itului integrat ROB305, rezultă că V₀^–= — V₀⁺. Cu alte cuvinte tensiunea de ieşire negativă urmăreşte cu semn schimbat tensiunea de ieşire pozitivă.

Tensiunile de ieşire se pot ajusta, variind rezistorul R_B, între ±4,5 V… ±15 V. Tensiunile de intrare maxim admise sînt V_IM⁺= 40 V; V_IM^– = —25 V.

Într-o manieră diferită funcţionează schema electrică din fig. 4.88 deşi la prima vedere pare asemănătoare cu cea descrisă anterior. Rezistorul R_C=2,4 kΩ fixează curentul furnizat de generatorul de curent constant din circui­tul integrat EOB304 la I_REF=1 mA. Ca urmare, tensiu­nile de ieşire vor fi:

V₀⁺ = V_REF + R_AI_REF                                             (4.100)

V₀^– = 2(V_REF – R_BI_REF)                                            (4.101)

Se observă că nivelele de tensiune pe cele două ieşiri se comandă prin curentul de referinţă I_REF. Menţinerea raportului de împerechere pe un domeniu larg de tempe­ratură limitează posibilităţile de ajustare a curentului de referinţă (prin variaţia rezistorului R_C) la cel mult 10%. Tensiunea de ieşire negativă este mult mai sensibilă la variaţia curentului I_REF, comparativ cu tensiunea de ieşire pozitivă.

Dimensionînd corespunzător rezistoarele R_A, R_B se pot obţine tensiuni de ieşire simetrice sau nesimetrice, în do­meniile de aplicaţii specifice circuitelor ROB305, ROB304. Tensiunile de intrare pot atinge valori de ±40 V.

În schema electrică prezentată în fig. 4.89 se utilizează stabilizatoare de tensiune fixă uzuale. Amplificatorul ope­raţional A₁ conectat în montaj repetor, menţine pe rezistorul R_A o cădere de tensiune egală cu V₀₁<0. Tensiunea pe ieşirea negativă se stabileşte valoarea:

V₀^– = V₀₁ [1 + (R_B//R_D)/R_A]                                                (4.102)

Amplificatorul operaţional A₂ urmăreşte tensiunea V₀^–  prin reţeaua de reacţie R_D, R_E, fixînd tensiunea pe ieşi­rea pozitivă la valoarea:

V₀⁺ = V₀₂ – V₀₁ (R_E ∙R_B)/R_A (R_D + R_B)                                   (4.103)

De obicei R_E=R_D (cu o precizie mai bună de l%), astfel că:

V₀⁺ = V₀₂ – V₀₁ (R_E //R_D)/R_A                                           (4.104)

Se observă că ambele tensiuni de ieşire se pot ajusta simultan prin varierea rezistorului R_B.

Dacă suplimentar, stabilizatoarele de tensiune fixă se aleg simetrice (V₀₂  = – V₀₁) tensiunile de ieşire V₀⁺, V₀^– vor fi simetrice:

V₀⁺ = – V₀₁ [1 + (R_B //R_D)/R_A = – V₀^–                                  (4.105)

Diodele D₁, D₂ au rol de protecţie la fenomene de regim tranzitoriu.

Se recomandă următoarele component pentru realizarea schemei:

• stabilizator de tensiune pozitivă: ROB323, µA7805,
• stabilizator de tensiune negativă: LM345, µA7905,
• amplificator operational: βA741, ROB301 sau ½ βM324,
• diodă de protecţie: IN4820.

În aceste condiţii tensiunile de intrare pot atinge V_IM⁺ = ±20 V, tensiunile de ieşire se pot ajusta în domeniul ±5 V…±15 V, curenţii de ieşire pot atinge 1A (3A pentru combinaţia ROB323, LM345).

O metodă care permite reducerea costului de producţie, pentru realizarea unui stabilizator dual cu urmărire se prezintă în fig. 4.90.

Şi aici tensiunea de ieşire pozitivă o urmăreşte pe cea negativă. Cele două tensiuni de ieşire dînt simetrice (V₀⁺ = V₀^–), rezistoarele R_A şi R_B sînt egale, deci în funcţionare normală potenţialul pe baza. tranzistorului Q_A este nul. Potenţialul pe emitorul Iui Q_A se fixează prin Q_B la 1V_BE faţă de masă. R_C se dimensionează corespunzător.

Dacă tensiunea pe ieşirea negativă devine mai pozi­tivă, potenţialul pe emitorul Q_A repetă această creştere şi comandă reducerea tensiunii colector-emitor a tranzisto­rului Q_B. În consecinţă, tensiunea pe ieşirea pozitivă se va deplasa spre masă. Potenţialul bazei lui Q_A redevine nul faţă de masă (punct de masă virtuală).Menţinerea „urmăririi” pe un domeniu larg de tem­peratură necesită împerecherea tranzistoarelor Q_A, Q_B după β. Împerecherea rezistoarelor R_a, R_B cu o precizie de cel puţin l% asigură reducerea tensiunii de balans la ieşire sub 100 mV.

Capacitoarele C₃, C₄, conpensează în frecvenţă stabiliza­torul dual. Diodele D₁ (cu germaniu), D₂, D₃ (cu siliciu) furnizează protecţii la fenomene de regirn tranzitoriu.

Fig. 4.91 arată o altă metodă convenabilă sub aspect economic, de construire a unui stabilizator dual.

Tensiunea de ieşire furnizată de stabilizatorul de ten­siune fixă din seria µA 79M00 este urmărită de tensiu­nea celeilalte ieşiri. Reţeaua de inversare a polarităţii al­cătuită din rezistorii R_A=R_B= 150 kΩ şi diodele D₁, D₂ asigură menţinerea raportului de împerechere a tensiuni­lor de ieşire pe un domeniu larg de temperatură. Prin intermediul ei, orice variaţie a tensiunii de ieşire nega­tivă se repetă pe baza tranzistorului Q. Amplificată şi in­versată pe colectorul lui Q va determina tensiunea de ieşire pozitivă să se deplaseze în sens contrar, astfel ca simetria tensiunilor ele ieşire faţă de masă să se păstreze. Tranzistorul Q şi diodele D₁ şi D₂ se pot substitui printr-o matrice de tranzistoare integrate (ROB3018, ROB800l etc). Capacitoarele C₃ şi C₄ asigură compensarea în frecvenţă. Rezistorul R_C se dimensionează astfel încît să permită scurgerea la masă a curentului consumat în gol de stabi­lizatorul ROB317 (10 mA).Schema permite furnizarea de tensiuni de ieşire în domeniul ±5 V… ±24 V, de curenţi de ieşire pînă la 0,5 A. Tensiunile de intrare pot atinge ±35 V.

Cînd este necesar un stabilizator dual cu urmărire cu tensiuni de ieşire de aceeaşi polaritate se poate utiliza schema electrică prezentată în fig. 4.92.

Scurtcircuitarea terminalelor REF ale celor două cir­cuite integrate ROB305 asigură un nivel unic de tensiune de referinţă. Ambele tensiuni de ieşire sînt pozitive dar de valori diferite (exemplu ±5V şi ±15 V. Ele se ajustează simultan prin variaţia rezistorului R_C conform relaţiilor:

V₀₁ =V_REF [1 + (R_A1R_B2)/(R_B1R_B2 + R_B1R_C + R_B2R_C)]                    (4.106)

 V₀₂ =V_REF [1 + (R_A2R_A1)/(R_B1R_B2 + R_B1R_C + R_B2R_C)]                    (4.107)

Se menţionează posibilitatea de creştere a curenţilor de ieşire prin adăugarea de tranzistoare externe, care nu au mai fost desenate pentru a nu complica figura (vezi paragraful 4.2.1).

Pe acest principiu se pot concepe cu uşurinţă scheme similare, bazate pe stabilizatoarele de uz general, βA723 sau ROB304, pentru tensiuni pozitive sau negative.