16 Непрерывные стабилизаторы постоянного тока

16.1 Общие положения

Стабилизаторы предназначены для повышения качества выпрямленного напряжения или тока.

Делятся на стабилизаторы напряжения и стабилизаторы тока.

По способу включения стабилизирующего элемента бывают последовательные, параллельные и смешанные.

По способу регулирования делятся на непрерывные и ключевые.

Параметрическими называют стабилизаторы, в которых регулирование выходного напряжения осуществляется за счет изменения параметров регулирующего элемента. В качестве регулирующего элемента может быть использован любой нелинейный элемент.

Rд

+

R_H

U_вх I_a

_

U_ст

I_{ст min}

A

I_{ст max}

Дано: R_н; ∆R_н; U_н

1. Из справочника выбираем тип стабилитрона, для выбранного типа из справочника определяем:

δ_ст I_ст = (Ом А)

I_{ст. min} : I_{ст. max}

2. Рассчитываем величину сопротивления R_g.

Точка стабилизатора при любых условиях должно находится на участке стабилизации. Для этого определяем значения элементов для min и max типов стабилизации. Запишем уравнение работы стабилизатора для min и max режима:

U_{вх max} - U_ст

_{——————————} = R_g

U_ст

I_{ст. max} + ——

R_{н max}

U_{вх min} - U_ст

_{——————————} = R_g

U_ст

I_{ст. min} + ——

R_{н min}

3. Определяем min напряжение U_{вх min}

U_{вх min} ≥ U_{ст min}

U_{вх max} не больше ≈ 2 U_{вх min}

4. Рассчитываем величину сопротивления R_g, а после этого определяем из стандартного ряда сопротивление

5. После выбора R_g необходимо проверить min и max значения токов в стабилизаторах. Для установки сопротивления необходимо мощность рассеяния.

Коэффициент стабилизации

∆U_вх / U_вх

К_ст = ————— ; К_ст = 10…50

∆U_вых / U_вых

Для повышения К_ст применяют более сложные схемы стабилизаторов.

Если стабилизатор питается от емкостного фильтра, то на выходе такого фильтра при номинальной нагрузке необходимо получить U_{вх min} меняя емкость конденсатора.

16.2 Компенсационные стабилизаторы

Являются устройством регулирования напряжения, которые охвачены обратными связями. Все компенсационные стабилизаторы сравнивают изменения выходного напряжения с опорным напряжением и разность между этими напряжениями (ошибку) подают на регулирующий элемент.

VT1 – регулирующий элемент последовательно с нагрузкой.

Нагрузкой для VT1 ≈ VD1 является ток транзистора VD1.

Изменение напряжения на нагрузке создают отрицательную обратную связьпо току и подаются на вход тр-ра, компенсируется на выходе колебания напряжения.

Для расчета используется предыдущее уравнение для схемы параметр. стабилизатора и выбирается тр-р, исходя из исходных данных.

Пример расчета на стр. 490.

Для получения высоких коэффициентов стабилизации несколько 1000 в цепи обратной связи ком. Стабилизатора устанавливают усилитель для усиления ∆U_вых.

Т1 – регулирующих тр-р (элемент)

Т2 – Усилитель в цепи О. С.

VD1 – параметрический ст-рон потенциал эмиттера VD2 фиксируется т-троном VD1.

Напряжение на базу VD2 подается через R₃ R_4.

Если напряжение на выходе то VT2 увеличивается. Для увеличения коэффициента усиления в место VT2 ставим ОУ.

Схема стабилизатора тока должна иметь отрицательную обратную связь по току. Обычно регулирующий элемент включается последовательно