double arrow

Принцип работы стабилизатора


Схема параметрического стабилизатора напряжения приведена на рис.15. Стабилитрон представлен схемой замещения, включающей дифференциальное сопротивлением rСТ, идеальный источник напряжения UСТ и идеальный диод VD. Сопротивление R0 ограничивает ток стабилитрона таким образом, чтобы мощность рассеяния на стабилитроне не превышала допустимую.

Работа стабилизатора состоит в следующем. Например, при увеличении напряжения источника напряжения UИ на величину ∆UИ электрический ток через стабилитрон VD увеличивается на величину ∆ICT. Это приводит к увеличению падения напряжения на ограничительном сопротивлении R0 и уменьшению изменения напряжения на сопротивлении нагрузки.

ICT
гСТ
 
а)
б)
Рис. 15. Расчетная схема параметрического стабилизатора напряжения  
UH = UCT
IВХ
+
R0
IН
UИ
RH
IСТ

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 RH включены параллельно и образуют делитель напряжения с сопротивлением R0. При изменении UИ на величину ΔUИ напряжение нагрузки UН изменится на величину .




Так как rСТ<< RН, то rСТ//RН ≈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 R0.

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 UН = IHRH и UИ = (IH+ICT)R0+ IHRH, получим

(2.2)

Как видно из уравнения (2.2), вопрос относительного влияния сопротивления R0 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 UИmах и UИmin – максимальное и минимальное значение напряжения источника питания;

IHmax и IHmin – максимальный и минимальный токи нагрузки;

ICTmax и ICTmin – 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.









Сейчас читают про: