Параметрические стабилизаторы напряжения постоянного тока

В качестве РЭ здесь, как правило, применяют стабилитроны, в которых используется обратный участок ВАХ – участок пробоя.

На рабочем участке значительным изменениям тока соответствует слабое изменение Если превысить , то мощность рассеиваемая на стабилитроне, будет больше допустимой и он выйдет из строя.

Недостатком стабилитронов является существенная зависимость напряжения от температуры, но теплового гистерезиса эти характеристики не имеют. Обычно температурный коэффициент напряжения имеет величину около , причем, его ВАХ в отличие от простого p-n перехода смещается по горизонтальной оси, как показано на рисунке.

Это свойство используется для термокомпенсации. Поэтому путем последовательного включения стабилитронов можно получить температурный коэффициент до ( прецизионные стабилитроны)

Хотя внутреннее сопротивление (дифференциальное) этой цепочки больше, чем у одного диода , но стабильность высокая.

Диапазон напряжений – от единиц до десятков вольт, токи – от долей мА до единиц Ампер. Емкость перехода порядка 1…7 нФ, поэтому стабилитрон практически безинерционен до частот ~ 1 МГц, высокая надежность и большой срок службы. Стабилитроны с напряжением менее трёх вольт работают на прямом участке ВАХ и называются стабисторами.

Простейший параметрический стабилизатор состоит из балластного резистора R0 и стабилитронаVD1:

При заданных минимальных и максимальных значениях рабочая точка на ВАХ стабилитрона не должна выходить за пределы рабочего (линейного) участка.

Коэффициент стабилизации этой схемы по входному напряжению:

, где - коэффициент передачи постоянной составляющей (иногда его называют КПД, но это очень приближённо).

Видно, что чем меньше дифференциальное сопротивление стабилитрона, тем выше стабильность. Можно взять больше R₀, но сильно увеличивать его нельзя, т.к. рабочая точка может уйти на нерабочую часть ВАХ или потребуется увеличивать , что приведет к снижению .

Внутреннее сопротивление стабилизатора определяется стабилитрона, которое зависит от напряжения стабилизации.

Видно, что минимальное значение находится около 6…7В, т.е. стабилитроны с таким имеют . По этой причине прецизионные стабилитроны имеют напряжение стабилизации 9…10 Вольт (основной переход и несколько компенсирующих).

Коэффициент полезного действия стабилизатора:

и составляет т.к. велики потери в . Поэтому такую схему применяют для маломощных нагрузок.

к оглавлению

Знаете ли Вы, низкочастотные электромагнитные волны частотой менее 100 КГц коренным образом отличаются от более высоких частот падением скорости электромагнитных волн пропорционально корню квадратному их частоты от 300 тыс. км/с при 100 кГц до примерно 7 тыс км/с при 50 Гц.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира