Материал: Источники питания РЭА

Рис.2.26 Вольтамперные характеристики нелинейных элементов

а− стабилизатор напряжения;

б− стабилизатор тока.

Рис. 2.27. Функциональная схема компенсационного стабилизатора.

Работает стабилизатор следующим образом: в измерительном элементе происходит сравнение выходного напряжения с опорным и вырабатывается сигнал рассогласования. В преобразующем устройстве сигнал рассогласования усиливается и преобразуется в управляющий сигнал для регулирующего элемента. Под действием этого управляющего сигнала изменяется внутреннее состояние регулирующего элемента так, чтобы поддерживать выходное напряжение равное опорному.

Основные параметры стабилизаторов. Наиболее важными элек-

трическими параметрами стабилизаторов напряжения являются: 1) коэффициент стабилизации:

где Uвх, Uвых – входное и выходное напряжения;

∆ Uвых – приращение выходного напряжения обусловленное изменением

напряжения на входе ∆ Uвх.

В общем случае коэффициентом стабилизации напряжения называют частное от деления относительного изменения напряжения на входе на относительное изменение напряжения на выходе стабилизатора.

Различают интегральный и дифференциальный коэффициенты стаби-

лизации. Интегральный Кст определяет стабилизацию в заданном диапазоне изменения дестабилизирующего фактора (входного напряжения)

(рис.2.28), дифференциальный Кст − в бесконечно малом диапазоне изменения этой величины.

Uвых

Uвых.макс

Uвых.ном

Uвых.мин

Рис.2.28. К определению интегрального коэффициента стабилизации.

Практическое значение имеет интегральный Кст:

KнU определяется как отношение производной выходного напряжения по входному напряжению к выходному напряжению; 3) коэффициент нестабильности по току:

KнI = ∆Uвых Uвых

∆Iзад

KнI определяется как относительное изменение выходного напряжения при изменении выходного тока в заданном интервале значений; 4) выходное сопротивление:

Rвых = ∆Uвых

∆Iвых

Выходным сопротивлением стабилизатора называется отношение изменения напряжения на выходе стабилизатора к вызвавшему его изменению тока нагрузки при постоянном входном напряжении;

5)коэффициент подавления (сглаживания) пульсаций – отношение напряжения пульсаций на входе стабилизатора к напряжению пульсаций на его выходе.

Для некоторых стабилизаторов коэффициент подавления пульсаций примерно равен коэффициенту стабилизации напряжения;

6)коэффициент полезного действия КПД определяется как отношение мощности отдаваемой стабилизатором в нагрузку к мощности, потребляемой самим стабилизатором.

Требования, предъявляемые к стабилизаторам. В зависимости от назначения ИП и вида нагрузки к стабилизаторам предъявляются следующие требования:

1) высокий КПД;

2)высокий коэффициент стабилизации Кст;

3)возможность плавной или ступенчатой регулировки выходного напряжения (тока);

4)минимальные габариты и вес;

5)минимальные пульсации выходного напряжения.

Параметрические стабилизаторы. Основными особенностями та-

ких стабилизаторов являются: простота, невысокий КПД (особенно при переменном сопротивлении нагрузки), малый коэффициент стабилизации, трудность получения точного значения выходного напряжения и регулирования его без использования дополнительного проходного транзистора.

Схемы простейшего параметрического стабилизатора напряжения, собранного на стабилитроне представлены на рис.2.29.

Для стабилизации напряжения используется участок вольтамперной характеристики с неизменным обратным напряжением при изменении об-

ратного тока в интервале от Iст.мин. до Iст.макс. Минимальное и максималь-

ное значение тока стабилизации Iст.мин., Iст.макс. определяются типономиналом стабилитрона. Типовые значения предельных токов стабилизации

для маломощных стабилитронов: Iст.мин. = 3 – 5 мА, Iст.макс. = 20 – 45 мА.