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.
Дата добавления: 2014-12-13; просмотров: 876;