Стабилизаторы напряжения

Сглаживающие фильтры позволяют существенно уменьшить уровень пульсаций, но не исключают их полностью. Исключить пульсации позволяют стабилизаторы напряжения. Различают параметрические и компенсационные стабилизаторы. В составе преобразователей малой мощности как правило применяются параметрические стабилизаторы.

Полупроводниковый параметрический стабилизатор это диод, р-n переход которого, при определенных условиях, допускает электрический пробой. Такой диод называют стабилитроном. Пробоем р-n перехода называют явление резкого уменьшения дифференциального сопротивления перехода при достижении обратным напряжением заданного значения. Это значение называют напряжением стабилизации U_C. Если протекающий через пробитый р-n переход ток ограничивать допустимым значением, то состояние пробоя в стабилитроне можно поддерживать и воспроизводить в течение десятков тысяч часов. Вольт амперная характеристика стабилитрона приведена на рис. 13.8а, а схемное обозначение - на рис. 13.8б.

Рассмотренные свойства и вольтамперная характеристика стабилитрона показывают, что при прямом включении он будет выполнять роль обычного диода. При обратном включении он также выполняет роль обычного диода, если . Только когда наступает пробой р-n перехода. Дифференциальное сопротивление р-n перехода, резко уменьшается, так что падение напряжения на нем лишь незначительно изменяется относительно U_C. В силу этого нормальным включением стабилитрона является обратное. Рабочее напряжение не менее чем 1,5 раза должно превышать напряжение стабилизации U_C. Рабочим участком вольт- амперной характеристики является участок пробоя р-n перехода.

Основными параметрами стабилитронов являются:

-напряжение стабилизации U_C;

-минимально допустимый ток стабилизации I_C мин.;

-максимально допустимый ток стабилизации I_C макс.;

-дифференциальное сопротивление стабилитрона R_C;

-максимально допустимая мощность рассеивания Р_макс.

Схема стабилизатора напряжения приведена на рис. 13.8в. В ее состав входят: источник питающего напряжения - U_вх (например, напряжение с выхода сглаживающего фильтра), ограничительный резистор R_огр, стабилитрон Д, сопротивление нагрузки R_H. Под воздействием входного напряжения через резистор R_огр протекает ток стабилитрона I_C и ток нагрузки I_H. Поэтому

. (13.6)

Напряжение стабилизации U_C приложено к узлам 1 - 1^' схемы. Под этим напряжением находится и сопротивление нагрузки. Значит

.

Выражение (13.16) можно применять для расчета параметров схемы.

Дата добавления: 2014-01-04