Параметричний стабілізатор

Принцип роботи однофазного мостового двохпівперіодного випрямляча

В перший півперіод полярність U_вих трансформатора вказана на (схемі**1) і часовій діаграмі. Струм протікає по колу: верхня обмотка трансформатора, - діод D₂, в напрямку вказаному стрілкою, через R_б і через діод D₃ повертається в джерело.

У другому півперіоді полярність джерела змінилась на протилежну і струм почав протікати по колу: нижня обмотка трансформатор, діод D₄ в напряму вказаному стрілкою, через R_н [напрямок струму R навантаження не змінився] і через діод D₁ повертається в джерело.

Вах стабілітрона

Оскільки стабілітрон D5 в зворотньому напрямку, то нас цікавить зворотня гілка ВАХ, яка знаходиться в 111 квадранті.

U_н=6B=U_ст

I_{ст min}=3мA

I_{ст max}=50мA

I_н=15мA

U_вх=7÷10B

1. U_вх=U_б+U_н (2-ий закон Кірхгофа)

U_{б max}=U_{вх max}-U_н=10B-6B=4B

2. I_б=I_н+I_ст (1-ий закон Кірхгофа)

I_б=50+15=65мA

3. R_б=U_б/I_б=4B/(65*10-3A)=62Ом

4. U_{б min}=1B

5. I_б=1B/62Ом=16мA

6. I_{б min}=I_{ст min}+I_н=(3+15)мA=18мA

7. U_б=I_{б min}*R_б=1,1B

U_{вх min}=U_ст+U_{б min}=6B+1,1B=7,1B

U_вх=7,1÷10B

Компенсаційні стабілізатори

Існує два типи стабілізаторів: послідовного і паралельного типів.

Стабілізатор послідовного типу (1)

U_н=U_вх-U_б

Стабілізатор паралельного типу (2)

Спеціальне призначення

1. В цьому стабілізаторі виконується рівність, складена за 2- им законом Кірхгофа

U_н=U_вх-U_б

Надлишок напруги завжди погашується на балансному резисторі, який змінює величину опору пропорційно зміні напруги на вході.

2. Надлишок напруги погашується на балансному резисторі окільки струм через нього змінюється пропорційно зміні напруги на вході завдяки зміні величини регульованого опору включаючи паралельні навантаження.

Стабілізатор паралельного типу застосовується дуже рідко у спеціальних схемах через свою неекономність.

Cтруктурна схема компенсаційного стабілізатора

РЕ – регулюючий елемент – управляючий опір, роль якого може виконувати биполярні або польові транзистори. Потужність, яка виділяється на ньому, визначається добутком струму навантаження на балансну напругу.

Р = І_н*U_б

ДОН – джерело опорної напруги. Виробляє опорну (еталонну) напругу з якою вирівнюється напруга на навантаженні.

ЕВ – елемент вирівнювання. Вирівнює еталонну і реальну напруги на навантаженні. Результат вирівнювання у вигляді різниці підсилюється елементом П, який подається на РЕ.

Задача

Дано: U_н = 6В = U_ст, I_стmin = 3мА, I_стmax = 50мА, I_н = 0÷20мА, U_вх = 10В.

Розрахувати всі елементи схеми.

П – підсилювач помилки. Він підсилює різницю напруг між опорною напругою на навантаженні до необхідної, регулюється в елементі, величини.

Стабілізатор компенсаційного типу

На схемі зображений компенсаційний стабілізатор послідовног типу з регулюючим елементом на транзисторі Т₁ . Джерелом опорної напруги (Uон) є стабілізатор D₃.

В якості випрямляча застосовано однофазний двохпівперіодний випрямляч із «середньою точкою» (назва), (можна було б застосувати і мостовий випрямляч).

Особливістю його конструкції є те, що вторинна обмотка трансформатора розділена середньою точкою а на 2 половини, причому кожна із них створює пону необхідну напругу для роботи навантаження.