Параметрические стабилизаторы напряжения

Схема параметрического стабилизатора напряжения приведена на рис. 9.11. Она состоит из балластного резистора R_Б и стабилитрона VD. Стабилизатор подключается к выходу выпрямителя с фильтром. Нагрузка включена параллельно стабилитрону.

Особенности работы такого стабилизатора напряжения основаны на том, что напряжение стабилитрона на обратной ветви его вольтамперной характеристики изменяется незначительно в широком диапазоне изменения обратного тока стабилитрона. Изменение напряжения на входе стабилизатора обуславливают значительное изменение тока стабилитрона при незначительном изменении напряжения на нем.

Стабилизаторы характеризуются коэффициентом стабилизации:

, (9.19)

который для параметрических стабилизаторов составляет .

Уравнение электрического равновесия для такого стабилизатора имеет вид:

, (9.20)

где – балластный резистор, необходимый для уменьшения влияния дестабилизирующих факторов на напряжение нагрузки.

Сопротивление балластного резистора выбирают таким, чтобы при номинальном значении напряжения источника U, напряжение и ток стабилитрона также соответствовали номинальным значениям , . Величину определяют по паспортным данным и выражению:

. (9.21)

Тогда из уравнения (9.20), определяем сопротивления балластного резистора:

, (9.22)

где ; ; .

Рис. 9.12. Схема параметрического стабилизатора напряжения (а); графическая интерпретация его принципа работы (б).

Работу параметрического стабилизатора рассмотрим с помощью вольтамперной характеристики стабилитрона и нагрузочной прямой (рис. 9.12,б). Нагрузочная характеристика строится (при номинальном напряжении источника) по двум точкам, а именно: точка А с координатами , и точка Б на оси ординат, которая определяется по выражению .Через эти точки строят нагрузочную прямую. Если напряжение U, подаваемое на вход стабилизатора, увеличится на из-за повышения, например, напряжения сети, то нагрузочная характеристика балластного резистора переместится параллельно самой себе и займет положение, соответствующее току и напряжению . Напряжение останется практически неизменным. Напряжение на стабилитроне останется неизменным также при снижении входного напряжения стабилизатора и при изменениях тока нагрузки.

Преимущества параметрических стабилизаторов – простота конструкции и надежность работы, недостаток – низкие коэффициент стабилизации и к.п.д., а также узкий и нерегулируемый диапазон стабилизируемого напряжения.