Краткие сведения о стабилизаторах напряжения

Параметры полупроводниковых диодов для расчета выпрямителей

При проведении расчетов выпрямителей могут использоваться следующие справочные параметры диодов:

U_{обр.и.max} – максимально допустимое импульсное обратное напряжение, В;

U_пр – прямое падение напряжения на полупроводниковом диоде, измеренное на постоянном токе, В;

I_{пр.ср.max} – максимально допустимый средний выпрямленный ток, А;

I_пр.и.max – максимально допустимый импульсный ток, А;

f_max – максимальная частота выпрямленного напряжения, Гц;

I_{обр.и.max} – максимальный обратный ток при максимально допустимом обратном напряжении на диоде, А.

При подборе полупроводниковых диодов обычно вычисляются следующие параметры:

U_обр.и – повторяющееся импульсное обратное напряжение, прилагаемое к диоду, В;

U_пр.ср – среднее прямое напряжение, В;

I_пр.ср – среднее значение прямого тока диода, А;

I_пр.и – повторяющееся импульсное значение тока, протекающего по диоду, А.

Для нормального функционирования электронных устройств и схем необходимо стабильное напряжение питания. Нестабильность питающего напряжения в блоках питания могут вызвать следующие дестабилизирующие факторы: колебания напряжения питающей сети, изменение нагрузки на выходе выпрямительного устройства, изменение частоты напряжения питающей сети, изменение температуры окружающей среды.

Поэтому обязательным узлом любого качественного блока питания является стабилизатор напряжения. Стабилизатор напряжения – это устройство или электронная схема, поддерживающие неизменным напряжение на нагрузке с требуемой точностью при изменениях сопротивления нагрузки и напряжения сети в заданных пределах.

Качество работы стабилизатора оценивается коэффициентом стабилизации, который равен отношению относительного изменения напряжения на входе к относительному изменению напряжения на выходе стабилизатора.

Коэффициент стабилизации по напряжению вычисляется по формуле

K_ст.U= , (2.5.1)

где ΔU_вх=U_вх.max–U_вх.min, ΔU_вых=U_вых.max–U_вых.min;

U_вх.ном – номинальное входное напряжение, В;

U_{вых.ном} – номинальное выходное напряжение, В;

U_вх.max – максимальное значение входного напряжения, В;

U_вх.min – минимальное значение входного напряжения, В;

U_вых.max – максимальное значение выходного напряжения, В;

U_вых.min – минимальное значение выходного напряжения, В.

Также основными электрическими параметрами стабилизаторов напряжения являются: коэффициент нестабильности по напряжению, коэффициент нестабильности по току, выходное сопротивление, коэффициент подавления (сглаживания) пульсаций, коэффициент полезного действия (КПД).

Коэффициент нестабильности по напряжению – это отношение производной выходного напряжения по входному напряжению к выходному напряжению и определяется по формуле:

K_нU= ∙ ∙100 %. (2.5.2)

Коэффициент нестабильности по току – это относительное изменение выходного напряжения при изменении выходного тока в заданных пределах ΔI_зад и определяется по формуле:

K_нI= ∙100 %. (2.5.3)

Выходное сопротивление стабилизатора – отношение изменения напряжения на выходе стабилизатора к вызвавшему его изменению тока нагрузки при постоянном входном напряжении и вычисляется по формуле:

R_вых= ∙100 %. (2.5.4)

Коэффициент подавления (сглаживания) пульсаций – это отношение напряжения пульсаций на входе стабилизатора к напряжению пульсаций на его выходе.

Коэффициент полезного действия (КПД) – это отношение мощности, отдаваемой стабилизатором в нагрузку, к мощности, потребляемой самим стабилизатором напряжения.

В зависимости от назначения блока питания и вида нагрузки к стабилизаторам предъявляются следующие требования: высокий КПД, высокий коэффициент стабилизации напряжения, возможность плавной и ступенчатой регулировки выходного напряжения, минимальные пульсации выходного напряжения, минимальные габариты и вес.

Типы стабилизаторов можно разделить на две группы: стабилизаторы постоянного напряжения и стабилизаторы переменного напряжения. Кроме того, стабилизаторы можно разделить на следующие типы: параметрические и компенсационные. Компенсационные стабилизаторы, в свою очередь, по способу включения регулирующего элемента подразделяются на стабилизаторы с последовательно и параллельно включенным регулирующим элементом.

В данном методическом пособии рассматривается расчет стабилизаторов постоянного напряжения компенсационного типа с последовательно включенным регулирующим элементом.

Дата добавления: 2017-01-13