Общие сведения. Стабилизатором называют устройство, автоматически поддерживающее с заданной точностью напряжение или ток в нагрузке при изменении питающего напряжения или

 

Стабилизатором называют устройство, автоматически поддерживающее с заданной точностью напряжение или ток в нагрузке при изменении питающего напряжения или сопротивления нагрузки в обусловленных пределах.

Основным параметром стабилизатора напряжения является коэффициент стабилизации напряжения, а стабилизатора тока - коэффициент стабилизации тока

Kст U= ; Kст I= при Rн=const,

где Uвх, Uвых, Iвых - номинальные напряжения на входе и выходе стабилизатора и номинальный ток нагрузки;

DUвх, DUвых, DIвых - изменения напряжений на входе и выходе стабилизатора и изменение тока нагрузки.

Влияние нагрузки Rн оценивается по внешним характеристикам Uвых(Iвых) и Iвых(Rн) или выходным (внутренним) сопротивлением стабилизатора

Rвых= при Uвх=const.

Для стабилизатора напряжения Rвых << Rн, а для стабилизатора тока - Rвых>>Rн.

Применяют два типа стабилизаторов: параметрические и компенсационные.

В параметрических стабилизаторах используются элементы с нелинейной вольтамперной характеристикой (ВАХ), обеспечивающие постоянство напряжения при значительных изменениях тока для стабилизаторов напряжения и постоянство тока при изменении напряжения в стабилизаторах тока. Такими элементами могут быть стабилитроны, бареттеры или транзисторы.

Компенсационные стабилизаторы напряжения имеют большие коэффициенты стабилизации и меньшее Rвых при более высоком КПД. Структурная схема такого стабилизатора приведена на рис. 4.1. Стабилизатор состоит из источника эталонного напряжения 1, измерительного элемента 2 и регулирующего элемента 3.

На входы измерительного элемента подаются эталонное напряжение U0 и Uвых. Если Uвых не равно U0 появляется сигнал рассогласования, который поступает на вход регулирующего элемента. Под действием этого сигнала падение напряжения на регулирующем элементе меняется таким образом, чтобы Uвых оставалось постоянным

Uвых=Uвх-DU=const.

В качестве источника эталонного напряжения чаще всего используется стабилитрон, а роль регулирующего элемента выполняет транзистор или составной транзистор. В большинстве современных стабилизаторов измерительный элемент выполняется на операционном усилителе.

В работе предлагается исследовать компенсационный стабилизатор на транзисторе, схема которого показана на рис. 4.2. Источник эталонного напряжения выполнен на стабилитроне VD, режим которого задается резистором R2. Транзистор VT2 выполняет роль измерительного элемента. Изменение Uвых приводит к изменению Iб2 и соответственно к изменению Iк2. Изменение Iк2 вызывает противоположное изменение Iб1, так что Uвых= Uвх-Uкэ1 остается практически неизменным.

Kcm U= h21/(h11+R1); Rвых= .

В настоящее время широко применяются стабилизаторы в интегральном исполнении. Например, микросхема К142ЕН1 представляет собой регулируемый стабилизатор с выходным напряжением 3-12 В на ток до 150 мА. В схеме предусмотрена защита от перегрузки и коротких замыканий на выходе.

Схема исследуемого стабилизатора тока показана на рис. 4.3. На базе транзистора VT поддерживается постоянный потенциал, задаваемый параметрическим стабилизатором на стабилитроне VD. Нагрузка Rн включена в коллекторную цепь транзистора VT, который работает по схеме ОБ, где Iк=aIэ.

Ток эмиттера Iэ определяется напряжением Uэб=U0-R2Iэ.

Благодаря этому устанавливается режим работы

Iэ=(U0-Uэб)/R2=const.

У современных транзисторов a®1, таким образом, получается устройство, выходной ток которого Iвых=Iк»Iэ, не зависит от Rн, а определяется только U0 и R2. Режим стабилизации поддерживается до тех пор, пока транзистор VT работает в активном режиме, т.е. Uвх>DU+IвыхRн, где DU - напряжение насыщения транзистора.

Отсюда максимальное значение сопротивления нагрузки, при котором сохраняется рабочий режим стабилизатора

Rн max= .

Коэффициент стабилизации тока

Kст=Iвых/(Uвхh22).

Выходное сопротивление стабилизатора

Rвых= .

 








Дата добавления: 2015-06-10; просмотров: 925;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.