Стабилизаторы напряжения.
Стабилизаторы напряжения поддерживают напряжение на нагрузке постоянным U вых = constant при изменяющихся входном напряжении стабилизатора U вх и токе нагрузки I н в своих ограниченных диапазонах. Стабилизатор напряжения включается между сглаживающим фильтром и нагрузкой (рис. 12.12). Рис. 12.12. Подключение стабилизатора напряжения. По типу стабилизаторы напряжения делятся на параметрические (пассивные) стабилизаторы, и компенсационные (активные) стабилизато-ры. По принципу действия компенсационные стабилизаторы бывают с непрерывным и импульсным регулированием. Параметрический стабилизатор напряжения. Схема такого стабилиза-тора напряжения приведена на рис. 12.13. Рис. 12.13. Схема параметрического стабилизатора напряжения.
Принцип действия параметрического стабилизатора напряжения основан на особенности вольт-амперной характеристики стабилитрона, на обратной ветви которой имеется участок со слабой зависимостью напряжения при значительных изменениях силы тока (см. рис. 11.12). Так при увеличении напряжения U вх увеличится ток стабилитрона I ст , увеличится ток I о , увеличится падение напряжения на резисторе R б, а выходное напряжение U ст увеличится весьма незначительно. При уменьшении U вх – аналогично, но ноборот. Для работы схемы должно выполняться условие: U вх >1,2 U ст . Для приведенной схемы: ; ; . Тогда . Коэффициент стабилизации своей величиной показывает, как эффективно стабилизатор напряжения поддерживает выходное напря-жение на заданном уровне. Количественно он равен отношению относительного изменения напряжения на входе стабилизатора к относительному изменению напряжения на выходе стабилизатора. В результате несложного анализа приведенной схемы парамет-рического стабилизатора напряжения окончательно можно получить: Практически коэффициент стабилизации таких стабилизатров напряжения, построенных на современных стабилитронах лежит в диапазоне: Кст = 20 ÷ 40. Достоинства параметрических стабилизаторов напряжения. · Единственным достоинством является его простота. Недостатки параметрических стабилизаторов напряжения. · Малые токи нагрузки таких стабилизаторов напряжения. · Небольшие значения коэффициентов стабилизации Кст = 20 ÷ 40. · Низкий КПД, так как значительная часть мощности рассеивается на R б и стабилитроне. Компенсационные стабилизаторы напряжения. Такие стабилизаторы строятся по принципу замкнутой системы регулирования напряжения. Структурная схема компенсационного стабилизатора напряжения приведена на рис. 12.14. Рис. 12.14. Структурная схема компенсационного стабилизатора.
Выходное напряжение U вых стабилизатора через делитель напряжения ДН поступает на один из входов усилителя Ус, на второй вход которого приходит напряжение U оп с выхода источника опорного напряжения ИОН. Усилитель усиливает разность указанных сигналов, и управляет регулирующим элементом РЭ, изменяя его сопротивление. В результате выходное напряжение стабилизатора приближается к заданному. Для нормальной работы такого стабилизатора необходимо, чтобы выполнялись следующие условия: Используя схему рис. 12.14 можно записать уравнение компенсационного стабилизатора в виде: где U оп – опорное напряжение с выхода ИОН, U вых – выходное напряже-ние стабилизатора, Кд – коэффициент передачи делителя напряжения ДН, К0 – коэффициент усиления усилителя Ус с регулирующим элементом РЭ. Решая полученное выражение относительно U вых , получим: Так как К0Кд>>1, то . Из этого следует, что выходное напряжение такого стабилизатора не зависит от изменения Uвх, и пропор-ционально опорному напряжению U оп. Упрощенная схема компенсационного стабилизатора напряжения с непрерывным регулированием приведена на рис 12.15. Рис. 12.15. Упрощенная схема компенсационного стабилизатора.
Делитель напряжения ДН выполнен на резисторах R 1 и R 2. Коэффициент передачи такого делителя: Источник опорного напряжения U оп представляет собой параметрический стабилизатор напряжения, построенный на элементах R б и VD 1. Усилитель построен на операционном усилителе ОУ, а регулирующий элемент РЭ – на транзисторе VT 1 по схеме эмиттерного повторителя. Достоинства компенсационных стабилизаторов напряжения. · Выходной ток значительно больше, чем у параметрических стабилиза-торов напряжения (ограничен параметрами регулирующего транзистора). · Стабилитрон VD 1 работает в режиме холостого хода, так как ОУ имеет большое входное сопротивление. · Стабилизатор обладает малым выходным (внутренним) сопротивлением (сотые доли Ом). Недостатки компенсационных стабилизаторов напряжения. · Невысокий КПД. Значительная часть мощности рассеивается регулирующим элементом РЭ (Ррэ= I н ( U вх - U вых )). Поэтому регулирующий элемент РЭ часто устанавливают на радиатор для отвода тепла.
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (201)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |