Стабилизаторы напряжения

Учреждение образования

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра систем телекоммуникаций

РЕФЕРАТ

На тему:

«Стабилизаторы напряжения »

МИНСК, 2008

СТ характеризуются следующими параметрами (рис. 1, а): максимальное (оно же номинальное) выходное напряжение U_{2 m ах} , диапазон его регулирования и допустимая относительная нестабильность ; максимальный (он же номинальный) ток I_Н нагрузки и диапазон его изменений DI_Н (обычно принимают I_{Н min} = 0 и DI_Н = I_{Н max} , иначе СТ может выйти из строя при холостом ходе или в моменты включения при индуктивном характере нагрузки); выходное сопротивление ; коэффициент стабилизации коэффициент полезного действия (U_{1 ном} , I_{1 ном} – номинальные входные напряжение и ток). Временной (температурный) дрейф характеризуют абсолютным либо относительным изменением выходного напряжения за определенное время (в определенном диапазоне температур).

а б Рис. 1. Функциональные схемы cтабилизатров напряжения: а – общая; б – параллельного типа

СТ бывают параллельного и последовательного типов. Параллельный СТ (рис.1, б) содержит регулирующий 1 и опорный 3 элементы, сравнивающий и усилительный элемент 2. В нем при пренебрежении током через внутреннее сопротивление R_i элемента 1 выполняется условие , откуда [4]

,(1)

где DI_У , DI_Р , DI_Н , DU₁ , DU₂ – приращения (изменения) соответственно токов сравнивающего, регулирующего элементов и нагрузки, входного и выходного напряжений.

В реальных СТ I_У << I_Р . С учетом этого при DU₁ = DU₂ = 0 (неизменное входное и идеальная стабилизация выходного напряжений) следует DI_Р = – DI_Н , т.е. токи нагрузки и регулирующего элементов изменяются противоположно. Если же I_Н = const, то – изменение тока прямо пропорционально приращению напряжения U₁ . Из этого вытекает, что минимальный ток I_{Р min} регулирующего элемента соответствует максимальному току I_{Н max} нагрузки и минимальному входному напряжению U_{1 min} . Тогда при

.

Очевидно, I_{Р ном} >> I_{Р min} , если сопротивление R₀ СТ мало. Максимальный ток I_{Р max} , по которому подбирают элемент 1, соответствует режиму холостого хода и напряжению U_{1 max} :

где I_{1 min} = I_{Р min} + I_{Н max} – минимальный входной ток параллельного СТ.

Полагая DU₁ = 0, подставляя и , приходим к выражению для выходного сопротивления СТ

, (2)

где – так называемое характеристическое сопротивление, равное выходному сопротивлению активной части СТ (при );

R_У – суммарное входное сопротивление элемента 2 с учетом элемента 3;

K_i – суммарный коэффициент усиления тока элементов 2 и 1.

Часто . Тогда .

Подставляя , и , можно получить

. (3)

В большинстве случаев , поэтому , т.е. для увеличения коэффициента стабилизации надо уменьшать характеристическое сопротивление. Это же необходимо для снижения выходного сопротивления. Требуемое достигают повышением коэффициента K_i усиления.

На практике часто применяют простейший параллельный СТ напряжения, называемый параметрическим (рис. 2, а). Стабилитрон VDсовмещает функции опорного и регулирующего элементов. Колебания напряжения U₁ или тока I_Н приводят к изменению тока I_д = I_ст , но напряжение U₂ =U_ст изменяется незначительно: U_ст »const. Поэтому DU₁ = DU_{R 0} и , где DU₁ , DU_{R 0} , DI_ст – изменения соответственно напряжений U₁ , U_{R 0} и тока I_ст стабилитрона; R₀ – балластное сопротивление (рис. 2, в).

а б

в Рис. 2. Параметрические стабилизаторы напряжения: а, б – схемы; в – характеристики

Для рассматриваемого диодного СТ справедливы соотношения (1 – 2) при K_i = 0 и

,

где r_д – дифференциальное сопротивление стабилитрона, который подбирают исходя из значений напряжения U₂ и тока I_Н . Очевидно, при K_i = 0 = r_д , т.е. в диодных СТ характеристическое сопротивление является величиной заданной. Соответственно и . Ток I_{ст min} выбирают в пределах 2…3 мА для маломощных и 3…5 мА для мощных стабилитронов. Сопротивление r_д , зависящее от тока I_ст , принимают равным номинальному (среднему) значению. Исходя из допустимого тока I_{ст доп} оценивают максимальный ток нагрузки.

Диодные СТ просты и надежны, но их недостат

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать