Стабилизаторы

Расчёт параметрического стабилизатора напряжения.

Дано:

I_н = 50 мА

U_вх = 17 В ±10%(1.5 до 18.7 В)

U_вх.max = 18.7 В I_нагр.max = 12 мА

U_вх.min = 15.3 В I_нагр.min = 3 мА

U_ст.max = 9.5 В I_ст.max = 36 мА

U_cт.min = 8 В I_ст.min = 36 мА

По справочнику выбираем для стабилизаторов с такими техническими данными стабилитрон. В данном случае это VD – 814 Б

U_ст = 8.75 В ± 0.75 В

При U_вх.max и U_вх.min (в пределах допуска) значение R₁, а также U_ст ток через стабилитрон не должен превышать I_ст.max , в этом случае

При U_вх.max и R_1min напряжение U_ст и I_н , ток через стабилитрон не должен быть меньше I_ст.min, в этом случае

Выбираем из справочника R₁, равное 330 Ом + 10% от номинального значения. Если при расчёте R_1max получим меньшее значение, чем R_1min то это говорит о том, что неправильно выбран стабилитрон и надо выбрать стабилитрон с большим током I_ст

Мощность рассеивания резистора

МЛТ – 0.5 – 330 – ± 10% – А(Б)

r_g – динамическое сопротивление стабилитрона

λ – коэффициент передачи

R_вых ≈ r_g

Температурный коэффициент напряжения – это отношение относительного изменения напряжения к вызвавшему его изменение температуры. На прямом участке ВАХ имеет отрицательный знак, а на обратной ветви положительный.

Можно уменьшить температурный коэффициент напряжения, в несколько раз используя следующую схему:

Резистор R_т выбирается исходя из заданного прямого тока диодов для уменьшения их динамического сопротивления. Все элементы схемы находятся в одинаковых температурных условиях.

Компенсационный стабилизатор напряжения (КСН)

Структурная схема КСН

КСН транзисторного типа.

U_вх1 – напряжение поступающее на регулируемый элемент от выпрямителя-фильтра и больше U_вых

U_вх2 – напряжение, которое поступает на усилитель постоянного тока и является источником питания для него.

напряжение U_вх2 объединяется с напряжением U_вх1

Электрическая принципиальная схема КСН

Рассмотрим работу этой схемы

Допустим, что по какой-то причине увеличилось U_вх , в первый момент времени это приведет к возрастанию U_вых и одновременно U'_вых

В связи с тем, что на вход УПТ подается разность напряжений, снимаемых с части резистора R₄ и стабилитрона VD1, напряжение между базой и эмиттером транзистора VTУ увеличивается. Это приводит к увеличению тока коллектора VTУ, в результате регулирующий транзистор VT2 подзапирается и тем самым увеличивается сопротивление перехода эмиттер-коллектор VT2, что приводит к полной компенсации начального увеличенного U_вх . Такой же процесс происходит в стабилизаторе при уменьшении тока нагрузки или при увеличении сопротивления нагрузки.

К_{ст.интегральный}=δ·К_у·λ_ном

К_у – коэффициент усилительного каскада

- коэффициент передачи делителя

r_внутр. – внутренне сопротивление источника питания

В схеме, транзисторы VT2 и VTУ питаются от одного и того же источника. В схеме существует положительная связь по входному напряжению, которое ухудшает коэффициент стабилизации.

Список литературы

1. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е.

«Промышленная электроника» учебник для ВУЗов 1988г.

1. Забродин Ю.С.

«Высшая школа»

1. Герасимов В.Г.

«Основы промышленной электроники»

1. Скаржепа В.А., Луценко А.И.

«Электроника и микросхематехника» Высшая школа 1989г.

1. Колесников Б.В.

«Электроника» Энциклопедический словарь 1991г.

1. «Электротехника» учебное пособие для ВУЗов.
2. Бабровников Я.З.

«Радиотехника и электроника» 1990г.