Стабилизаторы постоянного напряжения (параметрические и компенсационные).
Практически все электрические схемы промышленной электроники требуют стабильного источника напряжения, в котором выходное напряжение остается неизменным, несмотря на изменение входного напряжения или изменения нагрузки. Для этих целей используются стабилизаторы напряжения. Существуют параметрические и компенсационные стабилизаторы. Первые основаны на использовании нелинейных элементов, как правило, стабилитронов. Последние основаны на автоматическом регулировании выходного напряжения.
В параметрическом стабилизаторе напряжения используется нелинейная зависимость тока от напряжения полупроводникового стабилитрона. Типовая вольт-амперная характеристика стабилитрона представлена на рис. 1а, а схема параметрического стабилизатора на рис. 1б.
Рис.1. Вольтамперная характеристика стабилитрона – а), схема параметрического стабилизатора – б)
В данной схеме 
– балластный резистор, который выбирается из следующих соображений:
,
где 
– входное минимальное напряжение;
– напряжение стабилизации, оно же напряжение на нагрузке;
– максимальный ток нагрузки;
– минимальный ток стабилитрона.
Найдем коэффициент подавления пульсаций входного напряжения:
.
Пусть в исходном состоянии напряжение на входе 
, тогда
или 
.
Если входное напряжение, например, увеличилось на напряжение 
, тогда можно записать
.
Вычитая из предыдущего равенства последнее, получаем:
|
|
|
,
где r – динамическое сопротивление стабилитрона, справочная величина. Тогда
, 
, следовательно 
.
Найдем выходное сопротивление параметрического стабилизатора. Пусть ток нагрузки изменится на 
, тогда
, ,
,
,
, 
.
Таким образом, выходное сопротивление стабилизатора определяется динамическим сопротивлением стабилитрона.
Существуют две схемы компенсационных стабилизаторов напряжения: с последовательным и параллельным регулирующим элементом, функциональные схемы которых представлены на рис. 2.
На схемах приняты следующие обозначения: РЭ – регулирующий элемент; СС – схема сравнения; ИОН – источник опорного напряжения; 
, 
– резистивный делитель; 
– сопротивление нагрузки.
Рис.2. Функциональные схемы компенсационных стабилизаторов: а) с последовательным регулирующим элементом; б) с параллельным регулирующим элементом.
В стабилизаторах с последовательным РЭ он включен последовательно с источником входного напряжения и нагрузкой . Если по какой-либо причине (например, из-за нестабильности или при изменении ) выходное напряжение отклонилось от своего номинального значения, то разность между опорным напряжением 
и напряжением с делителя , изменяется. В схеме сравнения она усиливается и воздействует на регулирующий элемент. При этом сопротивление регулирующего элемента автоматически изменяется и напряжение распределяется между РЭ и таким образом, чтобы компенсировать произошедшее изменение на нагрузке.
|
|
|
В схеме компенсационного стабилизатора с параллельным РЭ при отклонении выходного напряжения от номинального выделяется сигнал, равный разности опорного напряжения и напряжения с делителя , , усиливается в схеме сравнения и воздействует на регулирующий элемент РЭ, включенный параллельно нагрузке. Ток регулирующего элемента 
изменяется. Поэтому на балластном резисторе , включенном последовательно с сопротивлением нагрузки , изменяется падение напряжения, а напряжение на выходе 
остается стабильным.
Наиболее часто используются стабилизаторы с последовательным регулирующим элементом, а стабилизаторы с параллельным РЭ используются в основном как замена стабилитронов.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 453; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!