Электронные стабилизаторы напряжения

May 26, 2011 by admin Комментировать »

  

Стабилизатор на кремниевом стабилитроне

     Для нормальной работы такого стабилизатора необходимо, чтобы ток Iст, протекающий через стабилитрон, не был меньше, чем Iст. мин, и больше, чем Iст. макс. При изменении тока, протекающего через стабилитрон в этих пределах, на нем и на подключенной параллельно ему нагрузке RH напряжение, называемое напряжением стабилизации UCT, стабилитрона, будет оставаться постоянным.

 

 

 
 
Однако для стабилитронов одного и того же типа это напряжение будет неодинаковым. Поэтому в справочниках приводятся обычно минимальная и максимальная границы значений напряжения или указывается номинальное напряжение стабилизации UCT и его допустимый разброс ΔUCT.
    Если напряжение Uвх, поступающее на вход стабилизатора , в процессе работы может изменяться от некоторого наименьшего значения Uвх. мин до наибольшего Uвх. макс, то при неизменном напряжении на стабилитроне все изменения входного напряжения должны гаситься на резисторе R1. Поэтому резистор R1 называют гасящим, или балластным. Чтобы при этом изменения тока, протекающего через стабилитрон, не выходили за пределы, ограниченные значениями Iст.мин и Iст.макс, нужно правильно рассчитать сопротивление этого резистора.
    Отношение относительного изменения напряжения на входе стабилизатора (ΔUBX/UBX) к относительному изменению напряжения на его выходе (ΔUвых/Uвых) называют коэффициентом стабилизации (Кст).
Следовательно,

    Стабилизатор на кремниевом стабилитроне имеет еще одно свойство. Дело в том, что стабилитрон обладает очень малым сопротивлением переменному (пульсирующему) току, называемым дифференциальным сопротивлением — rд.ст. Чем круче характеристика в области пробоя, тем меньше дифференциальное сопротивление стабилитрона. Для большинства маломощных стабилитронов  rд.ст = 5…15 Ом. Вместе с резистором R1 дифференциальное сопротивление стабилитрона образует делитель, между плечами которого распределяются как постоянная составляющая выпрямленного напряжения, так и его пульсации. Если амплитуду пульсаций на входе стабилизатора обозначить через Uп.вх, а на выходе — через Uп.вых, то в соответствии с рисунком, (б) получим

   Напряжение, подаваемое с движка потенциометра R3 на базу транзистора VT2, на котором выполнен дополнительный усилитель постоянного тока, называется напряжением обратной связи (UOC). Из рисунка видно, что UOC= UCT+UЭБ. Ток, протекающий через потенциометр R3, не должен превышать 10… 15 мА. Сопротивление резистора R1 обычно составляет несколько килоом.
Коэффициент стабилизации стабилизатора около 100, а выходное сопротивление составляет десятые доли ома.
   Расчет компенсационного стабилизатора напряжения начинают с выбора регулирующего транзистора VT1. Максимально допустимое его напряжение UКЭ.макс должно превышать наибольшее напряжение на
входе стабилизатора (Uвх.макс), а максимально допустимый ток
коллектора Iк.макс — быть больше предельного значения тока нагрузки.
     Максимальная мощность, рассеиваемая транзистором VT1, определяется по формуле:
Pмакс= (Uвх.макс-Uвых) Iн. макс.
Значение этой мощности должно составлять не более 75 % от максимально допустимой мощности Рк. макс, приводимой в справочнике. Если это условие невыполнимо, необходимо выбрать другой транзистор — с большим значением Рк. макс.  Определив по справочнику для выбранного транзистора VT1 минимальное значение; статического коэффициента передачи тока базы h21Е, рассчитывают максимальный ток базы, соответствующий максимальному току нагрузки:
IБ.макс= Iн. макс/h21Е
   Поскольку IБ.макс транзистора VT1 является током нагрузки простейшего стабилизатора, состоящего из резистора R1 и стабилитрона VD, то по его значению находят сопротивление резистора R1 по условию:
   (UBX.макс – Uст . мин) /Iст. макс ≤ R1 ≤ (UВХ. мин – Uст. мин) / (Iст. мин+ IБ. макс) .
Сопротивление резистора R2 можно определить по формуле: R2=Uвыx/IH (0,05— 0,1),
   Для нормальной работы стабилизатора требуется, чтобы напряжение на переходе коллектор — эмиттер транзистора VT1 было не менее 1 В, если транзистор VT1 германиевый; и не менее 3 В — если- кремниевый.

 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты