2015-01-13
491
Схема параметрического стабилизатора напряжения приведена на рис.15. Стабилитрон представлен схемой замещения, включающей дифференциальное сопротивлением rСТ, идеальный источник напряжения U СТ и идеальный диод VD. Сопротивление R 0 ограничивает ток стабилитрона таким образом, чтобы мощность рассеяния на стабилитроне не превышала допустимую.
Работа стабилизатора состоит в следующем. Например, при увеличении напряжения источника напряжения U И на величину ∆ U И электрический ток через стабилитрон VD увеличивается на величину ∆ I CT. Это приводит к увеличению падения напряжения на ограничительном сопротивлении R 0 и уменьшению изменения напряжения на сопротивлении нагрузки.
| I CT |
| гСТ |
| а) |
| б) |
| Рис. 15. Расчетная схема параметрического стабилизатора напряжения |
| U H = U CT |
| I ВХ |
| – |
| + |
| R 0 |
| I Н |
| U И |
| R H |
| I СТ |
При включении идеального диода в прямом направлении его сопротивление равно нулю, также равно нулю собственное сопротивление идеального источника напряжения. В режиме стабилизации сопротивления rСТ и R H включены параллельно и образуют делитель напряжения с сопротивлением R 0. При изменении U И на величину Δ U И напряжение нагрузки U Н изменится на величину 
.
|
|
|
Так как rСТ << R Н, то rСТ //R Н ≈rСТ и 
.
Подставляя эти соотношения в формулу, получим выражение для основного параметра стабилизатора – коэффициент стабилизации
(2.1)
Из уравнения (2.1) следует, что коэффициент стабилизации напряжения тем больше, чем меньше дифференциальное сопротивление стабилитрона и больше сопротивление R 0.
Дифференциальное сопротивление стабилитрона rСТ существенно зависит от величины тока, протекающего через стабилитрон. Чем ток больше, тем меньше дифференциальное сопротивление стабилитрона и выше значение коэффициента стабилизации (рис 15,б).
Подставив в (2.1) значения напряжений, выраженные через соответствующие токи и сопротивления U Н = I H R H и U И = (I H +I CT )R 0 + I H R H, получим
(2.2)
Как видно из уравнения (2.2), вопрос относительного влияния сопротивления R 0 и дифференциального сопротивления rСТ на коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора значительно сложнее, чем кажется при анализе уравнения (2.1).
Параметры элементов стабилизатора выбирают таким образом, чтобы удовлетворялось условие
(2.3)
где U Иmах и U Иmin – максимальное и минимальное значение напряжения источника питания;
I Hmax и I Hmin – максимальный и минимальный токи нагрузки;
ICTmax и I CTmin – максимальный и минимальный допустимые токи через стабилитрон.
Если неравенство не удовлетворяется, то реализовать параметрический стабилизатор напряжения, имеющий заданные параметры, нельзя и необходимо применять иные схемотехнические решения.
|
|
|
