3.4 Параллельное соединение выпрямительных диодов

Если I_пр.>I_прдоп., то применяется параллельное соединение диодов (см. рисунок 3.1,б). При этом для выравнивания прямых сопротивлений диодов последовательно с ними включаются резисторы с малым сопротивлением   R_доб = (510)R_{д. прям.}

Например, необходимо составить и рассчитать выпрямительную цепь, позволяющую получить выпрямленный ток I_выпр=400мА, если максимально допустимое значение  прямого тока одного диода при максимальной температуре I_выпр.max = 200мА, прямое среднее напряжение =1 В.

Так как требуемый выпрямленный ток I_выпр=400мА превышает максимально допустимое значение  прямого тока одного диода при максимальной температуре I_выпр.max = 200 мА, то необходимо несколько диодов соединить параллельно. Ввиду возможного разброса прямых сопротивлений диодов до десятков процентов для выравнивания токов, протекающих через диоды, необходимо последовательно с диодами включить добавочные резисторы.

Требуемое число диодов определяется по формуле

,

где − коэффициент нагрузки по току, принимающий значения от 0,5 до 0,8. При

=2,5.

Возьмем n=3.

Значения сопротивлений добавочных резисторов найдем по формуле

Ом.

Возьмем =5 Ом.

Нарисуйте схему выпрямителя.

 

3.5 Параметрический стабилизатор напряжения

Для выполнения этого задания необходимо проработать материал раздела 4.4 [4].

Допустим, в схеме параметрического стабилизатора напряжения сопротивление нагрузки R_н=1 кОм. Данные стабилитрона: напряжение стабилизации U_ст=6В; максимальный ток стабилизации I_{ст макс.}= 3 мА; минимальный ток стабилизации I_{ст мин} = 0,6 мА.

Входное напряжение изменяется от U_вх.мин.=8 В до U_{вх.макс.}=18 В. Привести схему стабилизатора, вольтамперную характеристику стабилитрона и линию нагрузки на ней. Найти балластное сопротивление R_б. Определить, будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне изменения U_вх..

Определим значение балластного сопротивления в схеме параметрического стабилизатора напряжения по формуле

,

где U_{вх ср}=0,5∙(U_{вх  мин}+ U_{вх макс})=0,5∙(8+18)=13 В.

Средний ток через стабилитрон

I_{ст ср}= 0,5 (I_{ст  мин}+ I_{ст мах}) = 0,5 (0,6 + 3) = 1,8 мА.

Ток через нагрузку мА.

Балластное сопротивление Ом.

Стабилизация будет обеспечена для изменения U_вх  в пределах от

U_{вх  мин}=U_ст+(I_{ст мин}+I_н)R_б=9,2 В до U_{вх  мах}=U_ст+(I_{ст мах}+I_н)R_б=14 В.

Таким образом, в данном случае стабилизация получается не во всем диапазоне изменения напряжения источника питания, а только от 9,2В до 14В.

 

3.6 Влияние температуры на напряжение стабилизации стабилитрона

При повышении температуры окружающей среды изменяется напряжение стабилизации стабилитрона. Температурный коэффициент напряжения (ТКН)

                                                                                                (3.2)

есть отношение относительного изменения напряжения стабилизации U_CT к абсолютному изменению температуры при постоянном токе стабилизации.

Допустим, температурный коэффициент напряжения стабилизации стабилитрона  %/⁰С, напряжение стабилизации при 20⁰ С   U_ст = 8 В.

 Определить каким будет напряжение стабилизации при температуре          Т₀ = 60  ⁰С.

Изменение температуры от 20⁰ С до 60  ⁰С   ⁰С

 вызывает изменение напряжения стабилизации стабилитрона

 при температуре T₀.

По (3.2) определим

 В.

При Т=60 ⁰С   значение напряжения стабилизации увеличивается на  и станет равным U_ст1 = 8 + 0,032 = 8,032 В.