Стабилизаторы напряжения

Электронные стабилизаторы постоянного напряжения делятся на два основных типа: непрерывного регулирования и импульсного. Стабилизаторы непрерывного типа имеют в своем составе элемент, регулирующий напряжение в непрерывном режиме (транзистор в активном режиме). Можно разделить все стабилизаторы также по способу подключения регулирующего элемента относительно нагрузки на последовательные и параллельные.

Наиболее простым стабилизатором параллельного типа является параметрический стабилизатор на основе стабилитрона - диода, ВАХ которого на отрицательном участке имеет значительную крутизну. Параметрический стабилизатор используется в качестве источника эталонного напряжения и источника питания для небольших нагрузок.

Для расчета параметрического стабилизатора напряжения необходимо знать следующие параметры стабилитрона:

- номинальное напряжение стабилизации;

- максимальный допустимый ток стабилитрона;

- минимальный ток в режиме стабилизации;

- максимальная мощность, рассеиваемая стабилитроном.

Для оценки качества стабилизатора (коэффициент стабилизации, выходное сопротивление, температурные свойства) необходимо знать также:

- дифференциальное сопротивление стабилитрона;

- температурный коэффициент напряжения стабилизации.

Пример. Определить величину балластного сопротивления, необходимого для построения параметрического стабилизатора напряжения и определить коэффициент стабилизации, если нагрузка имеет постоянное сопротивление 500 Ом. Напряжение стабилизации =10В, входное напряжение U_ВХ =15В, I_MIN = 5мА, I_MAX = 50 мА, P_MAX = 200 мВт, R_ВЫХ = 1 Ом.

Решение: Выберем рабочий ток стабилитрона равным 10мА, что обеспечивает достаточную крутизну ВАХ, при этом на стабилитроне рассеивается мощность P =I U = 100мВт, что не превышает P_MAX. Ток через нагрузку равен

= 20мА.

Суммарный ток, таким образом, равен 30мА, тогда балластное сопротивление равно: =167 Ом.

Из ряда номиналов выбираем резистор сопротивлением 160 Ом. Мощность, рассеиваемая балластным сопротивлением =150мВт.

Коэффициент стабилизации равен:

=106.

Необходимо отметить, что параметрический стабилизатор нечувствителен к короткому замыканию на выходе, самым тяжелым режимом для стабилитрона является как раз режим холостого хода. Для снижения выходного сопротивления и повышения КПД применяют схему с последовательным включением нагрузки (рис.4.1). Расчет этой схемы аналогичен рассмотренному примеру с учетом того, что нагрузкой параметрического стабилизатора является эмиттерный повторитель. Выходное сопротивление такого стабилизатора определяется по формуле для выходного сопротивления схемы с общим коллектором.

Рисунок 4.1 - Параметрический стабилизатор напряжения с эмиттерным повторителем

Задача. Рассчитать схему стабилизатора напряжения, определить мощность, рассеиваемую на транзисторе, коэффициент стабилизации, выходное сопротивление, коэффициент стабилизации устройства. Схема приведена на рис. 4.1. Транзистор и стабилитрон выбрать самостоятельно, параметры определить по справочнику, остальные данные приведены в табл.4.1.

Таблица 4.1

№ варианта	RН (min…..max), Ом	UВЫХ, В	UВХ, В
	100…500
	10…20
	10…1000
	500…2000
	1…10
	10…15
	10…15
	100…500
	10…50
	10…100
	20…50
	0.5…5
	0.5…10
	1…10
	20…75
	10…50
	100…120
	1…5	3.6
	1…10
	5…10
	1…5
	50…100
	0.1…0.5
	2…100
	5…15
	1000…2000
	100…500
	1…30
	8…50
	2…5
	150…450
	10…30
	30…1000
	500…2500
	2…15
	12…25
	15…35
	200…800
	10…80
	10…200
	30…90
	0.5…5
	0.5…10
	1…10

Дата добавления: 2015-07-18