загрузка...
загрузка...
На головну

Параметричні стабілізатори напруги постійного струму

  1. автоматичні стабілізатори
  2. Безвозвратнаяміграція - переміщення населення, пов'язане з остаточної зміною постійного місця проживання.
  3. Блок детектування зниженої напруги харчування
  4. Газовий термометр постійного об'єму
  5. Глава 13. Троичность Сонячного Логосу і системи. Значення первинного, постійного астрального атома
  6. Діючі напруги. Циклограми навантажень і напруг.
  7. Справи постійного або довготривалого (понад 10 років) зберігання, а також конфіденційні і по особовому складу повинні бути повністю оформлені з виконанням всіх названих правил.

Як РЕ, як правило, використовують напівпровідникові стабілітрони, які працюють на зворотному ділянці ВАХ - ділянці пробою. Умовне позначення стабілітрона і його ВАХ наведені на рис.4.2

Малюнок 4.2 - Стабилитрон і його ВАХ

На малюнку 4.2 показані три стабілітрони перший - звичайний, з робочою областю (1) і напругою стабілізації  вольт, другий - стабистор з робочою областю (3) і  вольт, третій - двосторонній стабілітрон із симетричною ВАХ (третій і перший квадранти). На робочому ділянці (1) значних змін струму відповідає слабка зміна напруги стабілізації  . якщо перевищити  , То потужність, що розсіюється на стабілітроні перевищить допустиму (ділянка 4). При струмі менше  стабілітрон виходить з режиму стабілізації. Ділянка (2) є робочим для інших приладів - обмежувачів напруги, які вважаються приладами захисту, а не стабілізації.

До параметрів стабілітрона відносяться:

а) напруга стабілізації  і межі його зміни ;

б) номінальний струм  і межі його зміни ;

в) максимальна потужність ;

г) диференціальне опір на робочій ділянці

 ; (4.10)

е) температурний коефіцієнт напруги (ТКН) .

Останній показник розглянемо докладніше. Напівпровідники дуже чутливі до температури і їх ВАХ істотно змінюються, як показано на рис.4.3. Для p-n переходу (діода) температурний коефіцієнт напруги (ТКН) зазвичай становить приблизно .

Малюнок 4.3 - Температурні відхилення ВАХ

Це неприпустимо велика величина. Значно поліпшити температурну стабільність можна шляхом послідовного включення переходів з ТКН різного знака (рис.4.4).

Малюнок 4.4 - Температурна компенсація ВАХ стабілітрона

Число термокомпенсирующих переходів може бути будь-яким, але вони збільшують диференціальне опір. Оскільки, найменшими диференціальними опорами мають стабілітрони з напругою стабілізації близько 6 ... 7 вольт, то прецизійні (термокомпенсірованний) прилади, випускаються на напругу 9 ... 10 вольт при ТКН порядку  [14,28].

Шкала напруг стабілізації, що випускаються стабилитронов дуже широка - від одиниць до сотень вольт, струми стабілізації - від часткою міліампер до одиниць ампер. Ємність переходу близько 1 ... 7 пФ, тому стабілітрони практично безінерційна на частотах до одиниць мегагерц.

Дискретність напруги стабілізації створює незручності при побудові багатоканальних ВУ, що призвело до появи інтегральних стабилитронов з керованим напругою стабілізації [28]. Їх умовне позначення і еквівалентна схема наведені на рис.4.5.

Малюнок 4.5 - Інтегральний стабілітрон

Діапазон напруг стабілізації 2,5 ... 36 вольт при струмі до 150мА, що перекриває більшість застосувань стабилитронов в РЕА.

Основна схема параметричного стабілізатора приведена на рис.4.6.

Малюнок 4.6 - Параметричний стабілізатор

При заданих мінімальному і максимальному значеннях  робоча точка на ВАХ стабілітрона не повинна виходити за межі робочої ділянки (точки А і В рис.4.2).

Коефіцієнт стабілізації по вхідній напрузі:

 , (4.11)

де  - Диференційний опір стабілітрона;

 - Коефіцієнт передачі постійної складової зі входу

на вихід.

Якщо знехтувати струмом внутрішнього споживання (  ), То  . Чим більше  , Тим краще, але сильно збільшувати  не можна, тому що робоча точка може піти на неробочу частину ВАХ або буде потрібно збільшувати  , Що призведе до зниження  . Внутрішній опір стабілізатора визначається в основному  стабилитрона, набір яких далеко не нескінченний.

ККД параметричного стабілізатора дорівнює

 (4.12)

і зазвичай становить  через втрати в баластної резистори  . Тому таку схему застосовують для малопотужних навантажень.

Якщо потрібно підвищити стабільність вихідної напруги, то застосовуються каскадні або мостові схеми стабілізаторів, які наведені на рис. 4.7а, б відповідно.

У каскадних стабілізаторах результуючий коефіцієнт стабілізації і ККД дорівнює добутку цих коефіцієнтів окремих ланок

 (4.13)

.

Малюнок 4.7 - Різновиди параметричних стабілізаторів

а) каскадний; б) бруківці

Вихідний опір визначається тільки диференціальним опором останнього стабилитрона (VD2). Підвищення коефіцієнта стабілізації в мостових схемах досягається за рахунок компенсації. Теоретично, коефіцієнт стабілізації за напругою може бути дорівнює нескінченності, якщо забезпечити рівність  . (4.14)

У цій схемі можливе отримання дуже низьких вихідних напруг і малих температурних коефіцієнтів (менше ніж у окремого стабилитрона) за рахунок використання стабілітронів з мало відрізняються температурними коефіцієнтами. Підвищення коефіцієнта стабілізації пов'язано зі зменшенням ККД. Підвищити стабільність і ККД дозволяє використання токостабілізірующего двухполюсника - ТД (найпростішого стабілізатора струму). Його схема показана на рис. 4.8.

Малюнок 4.8 - Токостабілізірующій двухполюсник

У схемі емітерного повторювача (рис.4.8), незалежно від  напруга на резисторі RЭ незмінно, так само  і, згідно із законом Ома, ток теж буде незмінним. Отримали двухполюсник - найпростіший стабілізатор струму (ЕК змінюється, а струм IЭ не змінюється). Його включають в схему параметричного стабілізатора замість баластного резистора, як показано на рис.4.9.

Малюнок 4.9 - Параметричний стабілізатор з токостабілізірующім двополюсників

У схемі рис. 4.9 основним є стабілітрон VD2, а VD1- елемент двухполюсника (ТД) служить для фіксації потенціалу бази транзистора.

Як токостабілізірующего двухполюсника можна використовувати польовий транзистор, як показано на рис.4.10.

Малюнок 4.10 - Параметричний стабілізатор з токостабілізірующім

двополюсників на польовому транзисторі

Застосування двухполюсника дозволяє стабілізувати струм через  і суттєво підвищити стабільність вихідної напруги в широких межах зміни  . Температурна нестабільність тут така ж, як і в основній схемі параметричного стабілізатора (визначається стабілітроном VD2,).

Для підвищення потужності (струму) в навантаженні можна використовувати емітерний повторювач (ріс.4.11).

.

Малюнок 4.11 - Параметричний стабілізатор з емітерний повторювачем

На ріс.4.11а, б приведена одна і та ж схема. Параметричний стабілізатор R0VD1 навантажений базовим струмом транзистора. Струм навантаження приблизно в  раз більше, але вихідна напруга менше напруги стабілітрона на величину падіння на базовому переході транзистора і температурна стабільність за рахунок останнього гірше.



Попередня   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   Наступна

приклад 3.10.3 | приклад 3.10.5 | приклад 3.10.6 | приклад 3.10.7 | приклад 3.10.8 | приклад 3.10.9 | приклад 3.10.10 | приклад 3.10.12 | приклад 3.10.13 | приклад 3.10.14 |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати