Стабилизаторы напряжения постоянного тока

Напряжение источников питания электронной ап­паратуры может изменяться при колебаниях напряжения сети переменного тока, а также при изменении силы тока, потребляемого аппаратурой. Для нормальной работы элек­тронной аппаратуры в ряде случаев требуются напряжения питания более стабильные, чем могут обеспечить обычные источники напряжения постоянного тока. Повышение ус­тойчивости питающего напряжения достигается примене­нием стабилизаторов напряжения.

Стабилизаторы делят на параметрические и ком­пенсационные.

Основным параметром, характеризующим качество работы стабилизатора напряжения является коэффициент стабилизации

где ∆Uвх, ∆Uвых - приращения входного и выходного напряжений; Uвх, Uвых - номинальные значения входного и выходного напряжений.

Наиболее простым стабилизатором напряжения является параметрический.

Схема стабилизатора (рис. 100 а) содержит стабили­трон, включенный в обратном направлении, балластное со­противление R6 и сопротивление нагрузки R_H. На рис. 100 б показана вольт-амперная характеристика стабилитрона, включенного в обратном направлении. При малых входных напряжениях (Uвх) напряжение на стабилитроне (Ucm) будет также малым, ток стабилитрона (Iст) ничтожно мал, так что можно считать стабилитрон как бы отключенным от схемы. При этом Iвх = Iн и напряжения на резисторах R6 и R_H будут распределяться пропорционально их сопротивлениям, а за­висимость и_вых = f(Uвх) будет приблизительно прямо про­порциональной. Когда входное напряжение возрастет на­столько, что напряжение на стабилитроне достигнет вели­чины пробоя, ток через стабилитрон резко возрастет. Это приведет к большому падению напряжения на балластном сопротивлении R6, а выходное напряжение Uвых = Ucm, при изменении входного напряжения в определенных пределах будет оставаться почти неизменным. Сказанное иллюстри­руется основной характеристикой параметрического стаби­лизатора, показанной на рис. 100 в

Uвых = f(Uвх).

Величина балластного сопротивления R6 зависит от пределов изменения входного напряжения, тока нагрузки (Iн) и параметров стабилизатора (I_{ст min} и I_{ст тaх}). Предель­ные значения определяются из выражения

Рис. 100. Схема параметрического стабилизатора (а), вольт-амперная характеристика стабилитрона (б) и характеристика параметрического стабилизатора (в)

Для получения большего значения коэффициента стабилизации целесообразно выбрать значение Rб ближе к Rб max. При выборе сопротивления R6 необходимо, чтобы оно удовлетворяло требованию рассеивания максимальной мощности, определяемой выражением

При найденном значении R₆ коэффициент стабили­зации

где r _д = ∆Uст /∆Iст, - динамическое сопротивление (сопротивление переменному току) стабилитрона, приводимое в справочниках по полупроводниковым приборам.

Компенсационные стабилизаторы являются систе­мами автоматического регулирования, в которых за счет отрицательной обратной связи обеспечивается неизмен­ность напряжения на нагрузке с большой степенью точно­сти. Компенсационные стабилизаторы выполняются на полупроводниковых дискретных элементах и в интегральном исполнении.

Дата добавления: 2015-05-06