расчет
СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
Стабилизатором напряжения называется устройство, автоматически поддерживающее постоянство напряжений на стороне потребителя с заданной точностью. Они подразделяются в зависимости от рода напряжения на стабилизаторы постоянного и переменного напряжения, а по принципу на стабилизаторы параметрические и компенсационные
Основными параметрами стабилизаторов постоянного напряжения являются:
- Коэффициент стабилизации по входному напряжению - отношение относительных приращений напряжений на входе
и на выходе стабилизатора:
Kcт = ΔUвхUвых/ΔUвыхUвх , где ΔUвх , ΔUвых - приращение входного и выходного напряжения стабилизатора при неизменном токе нагрузки. Uвх, Uвых - номинальное входное и выходное напряжение стабилизатора
- Внутреннее сопротивление стабилизатора ri, равное отношению приращения выходного напряжения ΔUвых
к приращению тока нагрузки ΔIн при неизменном входном напряжении:
ri = -ΔUвых/ΔIн
Зная внутреннее сопротивление, которое может достигать тысячных долей ома, можно определить изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки. - Коэффициент сглаживания пульсаций:
g = Uвх.m1Uвых/Uвых.m1Uвх где Uвх.m1, Uвых - амплитуды пульсаций входного и выходного напряжений стабилизатора.
ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Принцип действия параметрического стабилизатора основывается на свойстве стабилитрона при именении
проходящего через него тока сохранять прежнее приложенное напряжение. А именно, при увеличении напряжения на
входе стабилизатора ток через стабилитрон VD резко увеличивается, соответственно увеличивается падение напряжения на балластном резисторе Rб. Короче говоря, почти все изменения входного напряжения падают на балластном резистореЧасто для увеличения коэффициента стабилизации, применяют двухкаскадный стабилизатор, показанный на рис.2. Коэффициент стабилизации в этом случаи будет равен произведению коэффициентов стабилизации каждого каскада.
При последовательном соединении нескольких стабилитронов, увеличивается стабилизируемое напряжение Параллейное включение стабилитронов не допускается, так как небольшая разница в рабочих напряжениях, которая всегда имеет место, приводит к неравномерному распределению протекающих через них токов.
Для рассчета параметрического стабилизатора нужно знать номинальный ток нагрузки и выбрать номинальный
ток стабилизации, который, примерно, будет равен полусумме минимального и максимального тока стабилизации.
Сложив номинальный ток стабилитрона и нагрузки, получим номинальный ток через балластный резистор.
Потом выбираем
входное напряжение, примерно равное 1.5Uст. И наконец, определяем сопротивление балластного резистора. Для этого
разность между входным напряжением и напряжением стабилизации делят на ток проходящий через балластный резистор.Более подробные рассчеты параметрических стабилизаторов можно посмотреть на страничке "РАССЧЕТЫ". Там приведена подробная методика рассчета и выбора всех компонентов стабилизатора.
ЭЛЕКТРОННЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ
Здесь выходное напряжение равно опорному, если не учитывать очень малое падение напряжения на эмиттерном переходе.
Особенность данной схемы заключается в том, что ток нагрузки может в несколько раз превышать номинальный ток
стабилитрона.Более лучшую стабилизацию, по сравнению с вышеуказанной схемой, обеспечивают схемы, в состав которых входят усилители разносного сигнала между выходным напряжением и опорным. Из схемы на рис. 4 видно, что транзистор VT1 является регулирующим, а VT2 усилительным элементом. Часть выходного напряжения с делителя R1, R2, R3, поступает на базу усилительного транзистора VT2, у которого потенциал фиксирован стабилитроном VD1. На VT2 происходит усиление разности этих напряжений, затем усилинная разность напряжений поступает на базу регулирующего транзистора VT1, где и происходит управление выходным напряжением. Это происходит следующим образом. С увеличением входного напряжения выходное также увеличивается, усилительный транзистор VT2 приоткрывается, ток на его коллекторе увеличивается, а потенциал падает и на коллекторе и на базе регулирующего транзистора VT1. А это значит что регулирующий транзистор подзапирается и гасит избыток выходного напряжения.
В данной схеме есть возможность регулировки выходного напряжения, которая осуществляется при помощи переменного резистора
R2.Существует огромное множества схем транзисторных стабилизаторов. Но принцип работы остается прежним: стабилизация выходного напряжения осуществляется за счет гашения избытка входного напряжения на регулирующем транзисторе. Стабилизаторами напряжения хорошо сглаживаются пульсации выпрямленного напряжения, и поэтому при наличии его в схеме, сглаживающий фильтр может отсутствовать. При этом, чтобы улучшить сглаживания, выход стабилизатора соединяют с базой усилительного транзистора через конденсатор.
