1. Линейные стабилизаторы напряжения. Параметрический стабилизатор.
Схема представляет делитель напряжения, состоящий из резистора R0 и стабилитрона VD. Нагрузочный резистор Rн включен параллельно стабилитрону. Поэтому в режиме стабилизации, когда напряжение стабилитрона почти постоянно, постоянным будет и напряжение на нагрузке.
Нагрузочная характеристика линейной подсхемы представляет прямую, проходящую через точки, соответствующие режимам холостого хода Uxx = βUвx и короткого замыкания Iкз = Uвх / R0 . Здесь β = Rн /( R0 + Rн ).
В параметрических стабилизаторах напряжения в качестве
регулирующих используют нелинейные элементы, имеющие участок ВАХ, на
котором напряжение остается неизменным при изменении тока. Такой участок
имеет обратная ветвь ВАХ стабилитрона.
Для
поддержания режима стабилизации
сопротивление R0
Коэффициент стабилизации определяется по формуле
Плюсы: простота и надежность, ток до неск. десятков миллиампер Минусы: КПД не более 50%, узкий диапазон напряжения.
2. Линейные стабилизаторы напряжения. Компенсационный стабилизатор.
Схема
работает следующим образом. Предположим,
что по каким-
либо причинам выходного напряжение стабилизатора U2 уменьшилось. При этом сигнал ошибки, равный разности напряжения на стабилитроне VD1 и на выходе делителя напряжения R1 – R2 увеличится. Это приведет к увеличению тока базы. Увеличится и ток эмиттера регулирующего транзистора до величины, при которой выходное напряжение примет первоначальное значение.
Расчет
стабилизатора выполняется в следующем
порядке.
1. Определяем минимальное
входное напряжение с помощью соотношения
2. По заданным значениям Uвыхmaх , Uвыхmin , I нma выбираем тип транзистора, реализующего регулирующий элемент (РЭ).
3. Выбираем стабилитрон из условия Uст =Uвыхmin –(2 ÷3 )В.
4.
Рассчитываем сопротивление резистора
R0 по формуле R0 = (2 ÷3 )/Iстmin. Здесь Iстmin –
минимальный ток стабилитрона, мА. 5.
Рассчитываем суммарное сопротивление
делителя напряжения из условия, что ток
делителя должен составлять в номинальном
режиме 5 – 10 мА. Сопротивления резисторов
делителя определяются выражениями RΣ
= R1 + R2 ; 
3. Линейные стабилизаторы напряжения. Интегральные стабилизаторы.
Простые
стабилизаторы выполнены в виде законченных
устройств(вход-выход-земля). Они обычно
бывают на 5-24В с током до 1А. А интегральные
стабилизаторы имеют встроенные механизмы
ограничения выходного тока и защиту от
перегрева. Упрощенная схема ИС:
VD1
– источник опорного напряжения
VT1+VT2 – усилитель ошибки (дифусилитель на транзисторах)
VT4+VT5 – регулирующий элемент
R1 и R2 образуют цепь отрицательной обратной связи VT3+R5 – ограничитель тока
Выходное
напряжение стабилизатора
4. Импульсные источники напряжения. Повышающий преобразователь.
Он относится к классу так называемых обратноходовых преобразователей.
Его работу можно разделить на 2 фазы по ключу: 1.Ключ замкнут(активная): энергия источника напряжения E передается не в нагрузку, а запасается в индуктивности L.
2.Ключ разомкнут(пассивная): к нагрузке RН через диод D оказывается приложенной сумма напряжений источника E и наведенной в индуктивности ЭДС. Выходное напряжение в такой схеме всегда оказывается выше входного. Энергия, накопленная в индуктивности, полностью или частично отдается в нагрузку. Такой тип преобразователя называется обратноходовым, так как отдача энергии в нагрузку происходит в пассивной фазе, на «обратном ходу». Диод D нужен для предотвращения шунтирования выходного напряжения замкнутым ключом. Емкость C сглаживает «провалы» напряжения на нагрузке в активной фазе.
В данном случае за время пассивной фазы индуктивность не отдает всю запасенную энергию в нагрузку. Это называется режимом непрерывного тока:
