материалы в категории В большинстве радиоэлектронных устройств все напряжения относительно стандартны: 3V, 5V, 9V, 12V и так далее.Насчет выдаваемого напряжения стандартны обычно и электрохимические источники тока: батарейки (1,5V, 9V), аккумуляторы и так далее.Но бывают случаи когда требуется получить и необычное напряжение: например 6V или 8V. Скажите такое случается крайне редко? Отнюдь... Немного отвлекусь от темы и приведу реальный пример из реальной практики:В некоторых моделях телевизоров Sharp питание видеопроцессора осуществлялось через трехногий стабилизатор AN7808 (то есть 8V). При меньшем напряжении- отключается яркость, при подаче 9V телевизор работает, но нет цветности и увеличен размер по кадрам. В старые добрые времена "родной" 8-ми Вольтовый стабилизатор найти было довольно проблематично и приходилось "выкручиваться" с родными советскими КРЕНками типа КР142ЕН на фиксированное напряжение 5 и 12 Вольт. Для решения данной проблемы возможны два варианта:1. Изготовить регулируемый источник питания.2. Изменить напряжение стабилизации у микросхемы-стабилизатора. Рассмотрим оба варианта: Схем регулируемых источников питания в интернете много. Можно найти различные схемы как на транзисторах так и на микросхемах, с защитой и без, но мы рассмотрим самый простой вариант регулируемого источника питания- на микросхеме серии LM317. На ней можно изготовить простенький регулируемый источник питания с выходным напряжением в пределах 1,5....30V и током до 1,5Ампер. Кстати, у неё есть и отечественный аналог имеется- называется он КР142ЕН12А. Схема включения у него такая: Как видим ничего сложного и хитрого: самый обыкновенный диодный мост, пара конденсаторов на входе и выходе и цепь регулировки. Вариант второй: Здесь, в общем-то тоже нет ничего хитрого: достаточно просто средний (тот который "общий" вывод) у КРЕНки подключить через стабилитрон. См схему: Выходное (причем стабилизированное!) напряжение при этом поднимется на значение напряжения стабилизации стабилитрона.То есть если взять 5-ти вольтовую КРЕНку и поставить дополнительно стабилитрон, скажем, на 3,3V, то на выходе мы получим 5+3,3=8,3V. А если вдруг необходимо поднять напряжение не на много, скажем всего на 0,5....1,5V? Тоже не сложно: таких стабилитронов не существует, но вместо стабилитрона можно использовать обыкновенный диод (только включается он не как стабилитрон а наоборот- катодом к "общему"). См рисунок: Все дело в том что на p-n переходе диода создается падение напряжения:для кремниевых диодов оно составляет порядка 0,6-0.7V, для германиевых 0.3-0.4V.Именно это свойство можно и использовать: если установить, скажем, два последовательно включенных кремниевых диода то напряжение на выходе КРЕНки подымется приблизительно на 1,4V. Небольшое дополнение: в "последних" отечественных телевизорах (которые еще выпускались в середине-конце 1990-х годов) можно было встретить источники питания где 12-ти Вольтовый стабилизатор был выполнен на микросхеме КР142ЕН8Г с включением среднего вывода через подстроечный резистор. Но диапазон регулировки у такой схемы был, прямо скажем, не очень.... Так что все что было написано выше более эффективно. Ну и напоследок: основная часть материала и картинки позаимствованы с сайта Практическая электроника (с предварительного согласия!!) radio-uchebnik.ru Как известно, напряжение стабилизации стабилитрона с изменением температуры может смещаться, такое смещение характеризуется параметром, называемым температурным коэффициентом напряжения стабилизации. Для стабилитронов с низким напряжением стабилизации (< 5...6 В) температурный коэффициент напряжения стабилизации имеет отрицательный знак, а для стабилитронов с большим значением напряжения стабилизации — положительный. Для компенсации температурного ухода напряжения стабилизации в параметрические стабилизаторы могут вводиться различные дополнительные элементы. Например, в схеме на рис. 3.5-2 последовательно со стабилитроном включены два диода в прямом смещении. Такая схема предполагает, что напряжение стабилизации стабилитрона превышает 6 В, а температурный коэффициент напряжения стабилизации составляет около 4 мВ/°C. Известно, что кремниевые диоды в прямом включении имеют отрицательный коэффициент напряжения (порядка –2 мВ/°C), поэтому последовательное включение двух диодов компенсирует температурный уход напряжения стабилитрона.
Рис. 3.5-2. Температурная компенсация стабилитрона в параметрическом стабилизаторе напряжения Следует учитывать, что в таких схемах значение стабилизированного выходного напряжения несколько выше, чем в типовой схеме без диодов, поскольку к напряжению стабилизации стабилитрона в этом случае добавляется падение напряжения на прямосмещенных диодах. Уменьшается также общий коэффициент стабилизации и увеличивается выходное сопротивление стабилизатора. В описанном простейшем однокаскадном параметрическом стабилизаторе максимально достижимый коэффициент стабилизации не превышает 50...100, а выходное сопротивление лежит в пределах 6...10 Ом без термокомпенсации и 25...40 Ом при термокомпенсации. Несколько улучшить коэффициент стабилизации можно при использовании т.н. мостовой схемы, приведенной на рис. 3.5-3.
Рис. 3.5-3. Мостовой параметрический стабилизатор В этой схеме используется принцип компенсации изменения напряжения стабилизации стабилитрона при изменении тока стабилитрона за счет противоположного изменения напряжения на компенсирующем сопротивлении \(R_д\). В таком стабилизаторе выходное напряжение равно разности напряжения стабилизации стабилитрона и падения напряжения на резисторе \(R_д\). При увеличении входного напряжения увеличивается ток и напряжение на стабилитроне. Одновременно с этим увеличивается напряжение на сопротивлении \(R_д\). Если это сопротивление подобрано таким образом, чтобы увеличение напряжения на стабилитроне было равно увеличению напряжения на сопротивлении \(R_д\), то выходное напряжение схемы практически не изменится. Такая методика позволяет увеличить коэффициент стабилизации почти в пять раз по сравнению с простой однокаскадной схемой. К недостаткам мостового стабилизатора следует отнести увеличенное выходное сопротивление. www.club155.ru В слаботочных схемах с нагрузками не более 20 мА используется устройство с низким коэффициентом полезного действия, известное как параметрический стабилизатор напряжения. В конструкцию данных приборов входят транзисторы, стабисторы и стабилитроны. Они используются преимущественно в компенсационных стабилизирующих устройствах как опорные источники напряжения. В зависимости от технических характеристик, параметрические стабилизаторы могут быть однокаскадными, многокаскадными и мостовыми. Стабилитрон, находящийся в составе конструкции, напоминает обратно включенный диод. Однако пробой напряжения в обратном направлении, характерный для стабилитрона, является основой его нормального функционирования. Данное свойство широко применяется для различных схем, в которых нужно создать ограничение входного сигнала по напряжению. Параметрические стабилизаторы относятся к быстродействующим устройствам, они защищают чувствительные участки схем от импульсных помех. Использование этих элементов в современных схемах стало показателем их высокого качества, обеспечивающего стабильную работу оборудования в различных режимах. Основой параметрического стабилизатора является схема включения стабилитрона, использующаяся также и в других типах стабилизаторов в качестве источника опорного напряжения. Стандартная схема состоит из делителя напряжения, который, в свою очередь включает в себя балластный резистор R1 и стабилитрон VD. Параллельно стабилитрону включается сопротивление нагрузки RH. Данная конструкция стабилизирует выходное напряжение при изменяющемся напряжении питания Uп и токе нагрузки Iн. Работа схемы происходит в следующем порядке. Напряжение, увеличивающееся на входе стабилизатора, вызывает увеличение тока, проходящего через резистор R1 и стабилитрон VD. Напряжение стабилитрона остается неизменным за счет его вольтамперной характеристики. Соответственно, не изменяется и напряжение на сопротивлении нагрузки. В результате, все измененное напряжение будет поступать на резистор R1. Принцип работы схемы дает возможность для расчетов всех необходимых параметров. Качество работы стабилизатора напряжения оценивается по его коэффициенту стабилизации, определяемого по формуле: КстU= (ΔUвх/Uвх) / (ΔUвых/Uвых). Далее расчет параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне осуществляется в соответствии с сопротивлением балластного резистора Ro и типом используемого стабилитрона. Для расчета стабилитрона применяются следующие электрические параметры: Iст.макс – максимальный ток стабилитрона на рабочем участке вольтамперной характеристики; Iст.мин – минимальный ток стабилитрона на рабочем участке вольтамперной характеристики; Rд – дифференциальное сопротивление на рабочем участке вольтамперной характеристики. Порядок расчета можно рассмотреть на конкретном примере. Исходные данные будут следующие: Uвых= 9 В; Iн= 10 мА; ΔIн= ± 2 мА; ΔUвх= ± 10%Uвх. В первую очередь в справочнике выбирается стабилитрон марки Д814Б, параметры которого составляют: Uст= 9 В; Iст.макс= 36 мА; Iст.мин= 3 мА; Rд= 10 Ом. После этого выполняется расчет входного напряжения по формуле: Uвх=nстUвых, в которой nст является коэффициентом передачи стабилизатора. Работа стабилизирующего устройства будет наиболее эффективной когда nст, составляет 1,4-2,0. Если nст = 1,6, то Uвх= 1,6 х 9 = 14,4В. На следующем этапе выполняется расчет сопротивления балластного резистора (Ro). Для этого применяется следующая формула: Rо= (Uвх–Uвых) / (Iст+Iн). Значение тока Iст выбирается по принципу: Iст ≥ Iн. В случае одновременного изменения Uвх на величину ΔUвх и Iн на величину ΔIн, не должно быть превышения током стабилитрона значений Iст.макс и Iст.мин. В связи с этим, Iст берется как среднее допустимое значение в данном диапазоне и составляет 0,015А. Таким образом, сопротивление балластного резистора будет равно: Rо= (14,4 – 9) / (0,015 + 0,01 ) = 216 Ом. Ближайшее стандартное сопротивление составит 220 Ом. Для того чтобы выбрать нужный тип резистора, нужно выполнить расчет мощности, рассеиваемой на его корпусе. Используя формулу Р = I2Rо, получаем значение Р = (25· 10-3)2х 220 = 0,138 Вт. То есть стандартная мощность рассеивания резистора будет 0,25Вт. Поэтому для схемы лучше всего подойдет резистор МЛТ-0,25-220 Ом ± 10 %. После выполнения всех расчетов нужно проверить, правильно ли выбран режим работы стабилитрона в общей схеме параметрического стабилизатора. Вначале определяется его минимальный ток: Iст.мин= (Uвх–ΔUвх–Uвых) /Rо – (Iн+ΔIн), с реальными параметрами получается значение Iст.мин= (14,4 – 1,44 – 9) х 103/ 220 – (10 + 2) = 6 мА. Такие же действия выполняются для определения максимального тока: Iст.макс= (Uвх+ΔUвх–Uвых) /Rо – (Iн–ΔIн). В соответствии с исходными данными, максимальный ток составит: Iст.макс= (14,4 + 1,44 – 9) · 103/ 220 – (10 – 2) = 23 мА. Если полученные значения минимального и максимального тока выходят за допустимые пределы, то в этом случае нужно изменить Iст или сопротивление резистора Rо. В некоторых случаях требуется замена стабилитрона. Для любой радиоэлектронной схемы обязательно наличие источника питания. Они могут быть постоянного и переменного тока, стабилизированными и нестабилизированными, импульсными и линейными, резонансными и квазирезонансными. Такое разнообразие дает возможность выбора источников питания для разных схем. В наиболее простых электронных схемах, где не требуется высокая стабильность питающего напряжения или большая выходная мощность, чаще всего применяются линейные источники напряжения, отличающиеся надежностью, простотой и низкой стоимостью. Их составной частью служат параметрические стабилизаторы напряжения и тока в конструкцию которых входит элемент, имеющий нелинейную вольтамперную характеристику. Типичным представителем таких элементов является стабилитрон. Данный элемент относится к особой группе диодов, работающих в режиме обратной ветви вольтамперной характеристики в области пробоя. При включении диода в прямом направлении от анода к катоду (от плюса к минусу) с напряжением Uпор, через него начинает свободно проходить электрический ток. Если же включено обратное направление от минуса к плюсу, то через диод проходит лишь ток Iобр, составляющий всего несколько мкА. Увеличение на диоде обратного напряжения до определенного уровня приведет к его электрическому пробою. При достаточной величине силы тока диод выходит из строя под действием теплового пробоя. Работа диода в области пробоя возможна в случае ограничения тока, проходящего через диод. В различных диодах напряжение пробоя может составлять от 50 до 200В. В отличие от диодов, вольтамперная характеристика стабилитрона имеет более высокую линейность, в условиях постоянного напряжения пробоя. Таким образом, для стабилизации напряжения с помощью этого устройства обратная ветвь вольтамперной характеристики. На участке прямой ветви работа стабилитрона происходит точно так же, как и у обычного диода. В соответствии со своей вольтамперной характеристикой, стабилитрон обладает следующими параметрами: Работа параметрического стабилизатора на транзисторах почти ничем не отличается от аналогичного устройства на стабилитроне. В каждой схеме напряжение на выходах остается стабильным, поскольку их вольтамперные характеристики затрагивают участки с падением напряжения, слабо зависящим от тока. То есть, как и в других параметрических стабилизаторах, стабильные показатели тока и напряжения достигаются за счет внутренних свойств компонентов. Падение напряжения на нагрузке будет таким же, как и разность падения напряжения стабилитрона и р-п перехода транзистора. Падение напряжения в обоих случаях слабо зависит от тока, отсюда можно сделать вывод, что выходное напряжение также является постоянным. Нормальная работа стабилизатора характеризуется наличием напряжения в диапазоне от Uст.max до Uст.min. Для этого необходимо, чтобы и ток, проходящий через стабилитрон, находился в пределах от Iст.max до Iст.min. Таким образом, течение максимального тока через стабилитрон будет осуществляться в условиях минимального тока базы транзистора и максимального входного напряжения. Поэтому транзисторный стабилизатор имеет существенные преимущества над обычным устройством, поскольку значение выходного тока может изменяться в широком диапазоне. electric-220.ru При проектировании источников питания для радиоэлектронной аппаратуры к стабильности выходного напряжения предъявляются высокие требования. Простейшими стабилизаторами напряжения являются схемы, использующие нелинейные элементы, вольтамперная характеристика которых содержит участок, где напряжение почти не зависит от тока. Такую вольтамперную характеристику имеет стабилитрон, работающий при обратном напряжении в области пробоя (рис. 7.33). Схема простейшего стабилизатора напряжения, называемого параметрическим, приведена на рис. 7.34. В этой схеме стабильность выходного напряжения определяется в основном Рис. 7.33 параметрами стабилитрона. Колебания входного напряжения или тока нагрузки приводят к изменению тока через стабилитрон, однако напряжение на стабилитроне, подключенном параллельно нагрузке, изменяется незначительно. Рис. 7.34 Действительно, входное напряжение распределяется между балластным резистором и стабилитроном: , (7.26) где - падение напряжения на балластном резистореот протекания токов стабилитронаи нагрузки. Так как напряжение на стабилитроне в соответствии с вольтамперной характеристикой почти не зависит от тока стабилитрона в пределах участка отдо, то приращение входного напряженияравно приращению напряженияна резисторе. Так как ток нагрузки остается при этом неизменным, то , (7.27) т.е. при изменении входного напряжения на значение ток стабилитрона изменяется на значение. Предположим, что нагрузка изменилась, например, уменьшилось сопротивление резистора , что привело к увеличению тока нагрузки. Так как при неизменном входном напряжении должно сохраняться постоянство входного тока, то увеличение токавлечет за собой уменьшение на такое же значение тока стабилитрона. Основными параметрами стабилизаторов напряжения являются: - коэффициент полезного действия, равный отношению мощности, выделяемой в нагрузке, к входной мощности, т.е. ; (7.28) - коэффициент стабилизации, определяемый как отношение относительного приращения напряжения на входе стабилизатора к относительному приращению напряжения на выходепри постоянной нагрузке ; (7.29) - выходное сопротивление, равное отношению приращения напряжения на выходе стабилизатора к приращению тока нагрузки . (7.30) При питании усилителей выходное сопротивление стабилизатора создает паразитные обратные связи через источник, приводящие к изменению параметров усилителей и даже к самовозбуждению усилителей. Поэтому выходное сопротивление стабилизатора желательно снижать. Выходное сопротивление параметрического стабилизатора (рис. 7.35) определяется дифференциальным сопротивлением стабилитрона на рабочем участке вольтамперной характеристики, посколькувсегда существенно меньше , (7.31) так как выходным напряжением стабилизатора является напряжение на стабилитроне , а изменение тока в нагрузке равно изменению тока через стабилитрон. Записав и учитывая выражение (7.27), найдем в соответствии с формулой (7.29) коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора: (7.32) Рис. 7.35 Из формулы (7.32) следует, что с ростом сопротивления увеличивается коэффициент стабилизации. Однако при заданных параметрах,,сопротивлениеоднозначно определяется из выражения , (7.33) где - номинальный ток стабилитрона (рис. 7.33). Увеличить сопротивление можно, лишь повысив напряжение, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению величины. Поэтому коэффициент стабилизации параметрических стабилизаторов напряжения не превышает 50. Для повышения величиныможно применять каскадное включение стабилизаторов. Параметрические стабилизаторы напряжения просты и надежны, однако обладают существенными недостатками, главными из которых являются невозможность регулировки выходного напряжения и малое значение коэффициента стабилизации, особенно при больших токах нагрузки . Одной из основных характеристик параметрического стабилизатора на полупроводниковом диоде является, как и для ключевых схем ограничителей и выпрямителей, зависимость «вход-выход» (рис. 7.36) Передаточная характеристика содержит начальную область, которая близка к линейной и аппроксимируется прямой I. Прямая I может быть получена путем анализа эквивалентной схемы стабилизатора, в которой диод заменяется эквивалентом (табл. 7.2) для участка 2 ВАХ. Рис. 7.36 Рабочим участком характеристики «вход-выход» стабилизатора является участок от до, на котором, аппроксимирующийся прямойII. Этот участок характеристики строится в результате анализа эквивалентной схемы стабилизатора, в которой диод заменяется эквивалентом (табл. 7.2) для участка 3 ВАХ. Для обоих участков характеристики «вход-выход» в большинстве схем . Изменение окружающей температуры приводит к изменению выходного напряжения стабилизатора, которое зависит от - температурного коэффициента напряжения стабилизации стабилитрона, применяемого в схеме. Средний температурный коэффициент напряжения стабилизации определяется отношением изменения напряжения стабилизации в процентах к абсолютному изменению температуры . (7.34) Стабилитроны с напряжением стабилизации меньше 5В имеют отрицательный температурный коэффициент, а стабилитроны с напряжением стабилизации больше 5В - положительный. Параметрический стабилизатор со стабилитроном, работающим на участке пробоя обратной ветви вольтамперной характеристики, имеет эквивалентную схему рис. 7.35. Поскольку во время работы стабилизатора могут меняться входное напряжение , напряжение стабилизациии ток нагрузки, то полное изменение выходного напряжения определяется как . (7.35) Тогда относительное изменение выходного напряжения оценивается коэффициентом нестабильности , где - номинальное выходное напряжение. С учетом эквивалентной схемы рис. 7.35 и соотношения частные производные в уравнении (7.35) могут быть найдены через элементы схемы, что приводит выражение (7.35) к виду . (7.36) Если , тогда , (7.37) где в имогут быть учтены температурные и временные изменения входного напряжения и напряжения стабилизации. Так, для учета температурной нестабильности вольтамперной характеристики стабилитрона при изменении температуры на , (7.38) где . studfiles.net 1. Параметрические стабилизаторы напряжения постоянного тока. В качестве РЭ здесь, как правило, применяют стабилитроны, в которых используется обратный участок ВАХ – участок пробоя. На рабочем участке значительным изменениям тока соответствует слабое изменение Если превысить, то мощность рассеиваемая на стабилитроне, будет больше допустимой и он выйдет из строя. Недостатком стабилитронов является существенная зависимость напряжения от температуры, но теплового гистерезиса эти характеристики не имеют. Обычно температурный коэффициент напряжения имеет величину около , причем, его ВАХ в отличие от простогоp-n перехода смещается по горизонтальной оси, как показано на рисунке. Это свойство используется для термокомпенсации. Поэтому путем последовательного включения стабилитронов можно получить температурный коэффициент до ( прецизионные стабилитроны) Хотя внутреннее сопротивление (дифференциальное) этой цепочки больше, чем у одного диода , но стабильность высокая. Диапазон напряжений – от единиц до десятков вольт, токи – от долей мА до единиц Ампер. Емкость перехода порядка 1…7 нФ, поэтому стабилитрон практически безинерционен до частот ~ 1 МГц, высокая надежность и большой срок службы. Стабилитроны с напряжением менее трёх вольт работают на прямом участке ВАХ и называются стабисторами. Простейший параметрический стабилизатор состоит из балластного резистора R0 и стабилитронаVD1: При заданных минимальных и максимальных значениях рабочая точка на ВАХ стабилитрона не должна выходить за пределы рабочего (линейного) участка. Коэффициент стабилизации этой схемы по входному напряжению: , где - коэффициент передачи постоянной составляющей (иногда его называют КПД, но это очень приближённо). Видно, что чем меньше дифференциальное сопротивление стабилитрона, тем выше стабильность. Можно взять большеR0, но сильно увеличивать его нельзя, т.к. рабочая точка может уйти на нерабочую часть ВАХ или потребуется увеличивать , что приведет к снижению. Внутреннее сопротивление стабилизатора определяется стабилитрона, которое зависит от напряжения стабилизации. Видно, что минимальное значение находится около 6…7В, т.е. стабилитроны с такимимеют. По этой причине прецизионные стабилитроны имеют напряжение стабилизации 9…10 Вольт (основной переход и несколько компенсирующих). Коэффициент полезного действия стабилизатора: и составляет т.к. велики потери в. Поэтому такую схему применяют для маломощных нагрузок. Коэффициент стабилизации может быть увеличен: - каскадным (последовательным включением параметрических стабилизаторов; - использованием мостовой схемы; - включением вместо резистора R0 токостабилизирующего двухполюсника. Для повышения стабильности выходного напряжения применяют каскадные схемы стабилизаторов. При каскадном соединении , но при этом происходит снижение КПД. Так, если каждый из стабилизаторов имеет КПД 0.33, то результирующий равен . Поэтому такое включение используется в эталонных источниках. Повышение коэффициента стабилизации в мостовых схемах достигается за счёт компенсации. Очевидно, что напряжения на стабилитронах должны быть различными (иначе напряжение на нагрузке будет равно нулю). Теоретически может быть равен бесконечности, если обеспечить равенство. В этой схеме возможно получение очень низких выходных напряжений и малых температурных коэффициентов за счет использования стабилитронов с мало отличающимися температурными коэффициентами. Но и здесь повышение коэффициента стабилизации по напряжению связано со снижением КПД. Выходное сопротивление равно сумме дифференциальных сопротивлений стабилитронов. Повысить стабильность без ухудшения КПД позволяет использование простейшего стабилизатора тока (токостабилизирующего двухполюсника). Стабилизатор тока (эмиттерный повторитель): Независимо от , при и ток Iд =const. Получили двухполюсник, в котором Ек изменяется, а ток Iд не меняется. Пример использования стабилизатора тока в параметрическом стабилизаторе. Здесь основной стабилитрон VD2. При стабильном токе через выходное напряжение стабильно в широких пределах изменения.Температурные уходы здесь такие же как и в простейшей схеме. Для повышения мощности в нагрузке можно использовать эмиттерный повторитель на выходе: Здесь параметрический стабилизатор (резистор RB и стабилитрон VD) нагружается входным сопротивлением усилительного каскада, включенного по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель) . . При этом любое изменение U2 (например, вызванное изменением RH) вызывает соответствующее изменение UБЭ и последующее “приоткрывание” или “призакрывание” транзистора VT. Таким образом, УПТ выполняет усиление сигнала по мощности. При этом коэффициент стабилизации стремится к предельной величине: , где - статическое сопротивление стабилитрона в рабочей точке. studfiles.net Чтобы выпрямленное напряжение сетевого блока питания было возможно стабильнее, не изменялось из-за колебаний напряжения электросети, непостоянства тока, потребляемого нагрузкой, к выходу выпрямителя подключают стабилизатор напряжения, через который и питают нагрузку. Основой его служит стабилитрон — кремниевый диод, внутреннее сопротивление которого мало и очень незначительно меняется при изменении тока. Малая зависимость падения напряжения на стабилитроне от протекающего тока является основным свойством стабилитрона. Благодаря этому свойству напряжение на стабилитроне, а значит, и на нагрузке, подключенной к нему, поддерживается практически постоянным. Вольтамперные характеристики нескольких наиболее часто используемых в самодельных конструкциях стабилитронов показаны на рис. 82. При включении стабилитрона в прямом (пропускном) направлении его вольтамперная характеристика аналогична вольтамперной характеристике кремниевого сплавного диода. Но стабилитрон работает в режиме обратного направления. При увеличении обратного напряжения ток через стабилитрон вначале растет очень медленно (на характеристике — горизонтальный участок ветвей), а затем при некотором значении обратного напряжения наступает так называемый «пробой» р-п перехода, после чего даже небольшое увеличение напряжения значительно влияет на рост тока через стабилитрон (на характеристике — спадающий вниз участок ветви). У разных стабилитронов режим «пробоя» наступает при разных обратных напряжениях: у стабилитрона КС133А, например, при 3…3,7 В, у стабилитрона Д808 — при 7…8,5 В. В стабилизаторах напряжения стабилитроны работают в режимах, соответствующих этим участкам их вольтамперных характеристик. Пробой р-n перехода не ведет к порче стабилитрона, если ток через него не превышает допустимого значения. Стабилизирующие свойства такого полупроводникового прибора характеризуются его дифференциальным сопротивлением, которое выражают как отношение изменения напряжения стабилизации к вызвавшему его малому изменению тока стабилизации, т. е. (см. характеристику стабилитрона КС133А на рис. 82). Чём меньше численное значение этого параметра стабилитрона, тем стабильнее напряжение на нем при изменении тока. Рис. 82. Вольтамперные характеристики некоторых стабилитронов Чтобы стабилизатор выполнял свою функцию, протекающий через него ток должен быть не меньше минимального тока стабилизации I ст. min, т.е. наименьшего тока, при котором работа стабилитрона в режиме «пробоя» устойчива, и не больше максимального тока стабилизации Iст. max — наибольшего тока, при котором температура нагрева р-п перехода стабилитрона не превышает допустимой. При выборе полупроводникового прибора для работы в стабилизаторе напряжения ориентируются по его напряжению стабилизации Uст — напряжению между его выводами в рабочем режиме. Важнейшие параметры стабилитронов широкого применения приведены в табл. 6 приложения. Простейший стабилизатор — параметрический, работающий как делитель нестабилизированного напряжения (рис. 83), образуют резистор Rгас, называемый гасящим или балластным, и стабилитрон V. Нестабилизированное напряжение, подаваемое от выпрямителя на вход стабилизатора, должно быть на 40…50% больше напряжения стабилизации используемого стабилитрона.Рабочий режим его устанавливают подбором резистора Rгас. Нагрузка Rн подключена параллельно стабилитрону, и напряжение на ней соответствует напряжению стабилизации использованного полупроводникового прибора. Благодаря стабилизирующим свойствам ток через стабилитрон изменяется пропорционально току нагрузки, но только в обратном порядке, поэтому общий ток, потребляемый от выпрямителя самим параметрическим стабилизатором и подключенной к нему нагрузкой, остается практически неизменным. А все изменения напряжения на входе стабилизатора, возникающие, например, из-за колебаний сетевого напряжения, гасит резистор Rгас. Эффективность работы стабилизатора оценивают коэффициентом стабилизации напряжения Кст — числом, показывающим, во сколько раз уменьшаются пульсации выпрямленного напряжения на выходе устройства по сравнению с такими же характеристиками входного напряжения. Определить коэффициент стабилизации напряжения простейшего параметрического стабилизатора можно по упрощенной формуле: Принцип действия такого стабилизатора заключается в следующем. При повышении напряжения на входе стабилитрона Uвх, например из-за колебаний напряжения сети, напряжение на выходе стабилизатора Uвых также стремится возрасти. Это приводит к тому, что напряжение на эмиттерном переходе регулирующего транзистора V2 начинает уменьшаться и тем самым закрывать транзистор. При этом падение напряжения на участке эмиттер — коллектор транзистора возрастает настолько, что напряжение на выходе стабилитрона уменьшается до исходного уровня. Аналогично стабилизатор реагирует и иа понижение входного напряжения, но только в обратном порядке. Таким образом, регулирующий транзистор стабилизатора выполняет функцию прибора, сопротивление которого при изменении входного напряжения и тока нагрузки управляется напряжением на эмиттерном переходе, в результате чего выходное напряжение стабилизатора остается практически постоянным. Резистор R2 не влияет на входные и выходные параметры стабилизатора, он нужен лишь для того, чтобы и при отключенной нагрузке регулирующий транзистор работал как усилитель тока. Сопротивление резистора R2 должно быть таким, чтобы ток, текущий через него, был несколько больше начального неуправляемого тока транзистора — примерно 5… 10 мА. Надежность работы стабилизатора и величина потребляемого тока зависят от параметров регулирующего транзистора. В частности, предельно допустимое напряжение между его эмиттером и коллектором должно быть больше максимального выходного напряжения стабилизатора, а предельно допустимый ток коллектора — больше максимального тока нагрузки. Потребляемый нагрузкой ток может быть тем больше, чем больше h31э регулирующего транзистора, но при атом его предельно допустимая мощность рассеивания должна быть на 20…30% больше максимальной мощности, потребляемой стабилизатором от выпрямителя. Этим требованиям наиболее полно отвечают транзисторы большой мощности. Чтобы регулирующий транзистор не перегревался во время работы, его устанавливают на радиатор. В.Г. Борисов. Кружок радиотехнического конструирования nauchebe.net Cтраница 4 Для регулировки выходного напряжения, а также для его точной установки при существующем разбросе напряжения стабилизации стабилитронов у первичной обмотки трансформатора должны быть предусмотрены выводы. [47] В результате в мостовой измерительной схеме происходит сравнение стабилизированного напряжения на четвертом плече, равного напряжению стабилизации стабилитрона ДЗ ( Д6), с напряжением на втором плече, изменяющемся с изменением напряжения вспомогательного генератора. [48] Уровень стабилизации скорости обеспечивается значением задающего напряжения U3, а уровень стабилизации момента - значением Uv % напряжения стабилизации стабилитрона, которое выбирается по допустимому значению тока ( момента) стопорения. [50] Когда трансформированное напряжение импульсов, поступающих на трансформатор Тр2 ( рис. 8 - 13 г), меньше напряжения стабилизации стабилитрона Ди, ток через эмиттерный повторитель и резистор Rg не протекает. Если амплитуда четных или нечетных импульсов превышает напряжение стабилизации стабилитрона, через резистор Ra начинает протекать ток. При напряжении на резисторе около 0 5 В измерительный триггер срабатывает. Собственно триггерная схема осуществлена на транзисторах Т2 и Т3, транзистор Г4 работает в схеме эмиттерного повторителя. В исходном состоянии измерительного триггера транзистор Т2 закрыт, а транзистор Т3 открыт. [51] Устройство защиты, используемое в широкополосных усилителях, приведено на рис. 2.9, где смешение транзистора выбирают меньшим напряжения стабилизации стабилитрона. [53] Изменяя напряжение входного сигнала, можно регулировать порог открывания транзисторного ключевого элемента практически от 0 до 6 В - напряжения стабилизации стабилитрона VD1, что соответствует изменению тока в нагрузке от максимального до минимального. [54] Так как Укбз мин не должно быть менее 0 5 - 0 75 в, из ( 16) очедаидно, что напряжение стабилизации стабилитрона двухполюсника должно составлять 0 75 - 1 в. В данном случае Гз должен быть германиевым, чтобы напряжение на его базе t / бз, равное около 0 2 в, было меньше / 7СТ примерно на 0 5 в. Если выбрать в качестве Гз кремниевый транзистор, у которого / бз 0 7 в, то построить стабильную схему токостабилизирующего двухполюсника не представится возможным, так как величина эмиттер-яого сопротивления Ra окажется небольшой. Поэтому, если в схеме 9 необходимо использовать для Г3 кремниевый транзистор, то следует повысить t / CT до 1 5 в, соответственно увеличив t / K3i мин и величину мощности, рассеиваемой на регулирующем транзисторе стабилизатора. [55] Усилитель А2 работает в режиме генератора пилообразных колебаний, выходное напряжение которого поступает на вход компаратора A3 с напряжением срабатывания UПОР, которое определяется напряжением стабилизации стабилитронов VD2 и VD3 и падением напряжения на них в прямом включении. Выходной сигнал компаратора подается на затвор ПТ, который, в свою очередь, управляет работой генератора. [57] Когда напряжение генератора достигает заданного уровня, определяемого коэффициентом деления делителя на резисторах Rl - R3, прямым падением напряжения на диоде V2 и напряжением стабилизации стабилитрона VI, транзистор V. Его переход коллектор - эмиттер шунтирует базу транзистора V4, вследствие чего последний запирается. [58] Цепочка из последовательно соединенных терморезистора R2 и резистора R1, включенная в одно из плеч делителя напряжения порогового устройства, предназначена для компенсации температурных изменений напряжения стабилизации стабилитрона и сопротивления обмотки дросселя, намотанной медным проводом. Так, при повышении температуры сопротивление обмотки дросселя увеличивается, и без терморезистора это вызвало бы увеличение напряжения, поддерживаемого регулятором. Однако сопротивления резисторов Rl, R4, R6 и терморе-зистора R2 подобраны так, что напряжение, поддерживаемое регулятором, не только не увеличивается при повышении температуры, но даже уменьшается на 0 2 - 0.4 В, что благоприятно влияет на режим заряда аккумулятора. [59] Страницы: 1 2 3 4 5 www.ngpedia.ruПараметрический стабилизатор напряжения. Как поднять напряжение стабилизации стабилитрона
мир электроники - Как получить нестандартное напряжение
Практическая электроника
регулируемый источник питания
Как изменить напряжение стабилизации у КРЕНки
Улучшение характеристик параметрического стабилизатора - Club155.ru
< Предыдущая Следующая > Параметрический стабилизатор напряжения
Содержание: Схема параметрического стабилизатора
Расчет параметрического стабилизатора
Параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне
Параметрический стабилизатор на транзисторе
7.6. Стабилизаторы напряжения на диодах
Параметрические стабилизаторы
Способы повышения качества стабилизации в параметрических стабилизаторах напряжения в цепи постоянного тока
Стабилизация выпрямленного напряжения | Техника и Программы
Выходное сопротивление параметрического стабилизатора примерно равно дифференциальному сопротивлению стабилитрона, т. е-Напряжение - стабилизация - стабилитрон
Напряжение - стабилизация - стабилитрон
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: