Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

План лекции

1. Параметрический стабилизатор

2. Линейный стабилизатор на транзисторах

3. Линейный стабилизатор на ОУ

1. Параметрический стабилизатор

Принцип действия параметрического стабилизатора основан на специфике вольтамперной характеристики стабилитрона, который представляет собой специальный тип диода, напряжение пробоя которого находится в пределах нескольких вольт (см. рис. 7.1).

Рис. 1 ВАХ стабилитрона

Как видно из рис. 1, пока ток стабилитрона находится а пределах от I_{ст min} до I_{ст max}, напряжение на нём практически постоянно и равно номинальному стабилизированному значению (указанному в справочнике). Это свойство вольтамперной характеристики стабилитрона позволяет строить на его основе параметрический стабилизатор – устройство, поддерживающее на выходе постоянную величину напряжения при отклонении тока нагрузки в заданных пределах.

Параметрический стабилизатор работает следующим образом (см. рис. 7.2). В процессе работы, на стабилизатор действуют следующие факторы: изменения входного напряжения и изменения тока нагрузки. Пусть входное напряжение повысилось и стало равно U + ∆U; это приведёт к повышению тока в цепи I + ∆I. Это приращение тока ∆I повысит ток стабилитрона, который станет равен I_ст + ∆I, но, если при этом величина тока не превысит величины I_{ст max}, то это не приведёт к уходу напряжения стабилизации U_ст от своего номинального значения.

Рис. 7.2 Параметрический стабилизатор

Рассуждая аналогично, можно доказать, что и понижение входного напряжения также не приведёт к отклонению напряжения U_ст, если, конечно, величина I_ст – ∆I не будет меньше тока I_{ст min}. В результате, при допустимых отклонениях входного напряжения, напряжение на выходе стабилизатора будет меняться незначительно.

Оценим величину коэффициента стабилизации параметрического стабилизатора. По 2-му закону Кирхгофа получим:

Возьмём приращение выходного напряжения:

Затем, поделим это приращение на величину приращения напряжения на стабилитроне:

Будем считать, что приращение напряжения на стабилитроне вызвано только лишь приращением тока через него, тогда величина

называется дифференциальным сопротивлением стабилитрона.

Получим следующее выражение:

С другой стороны, согласно определению, коэффициент стабилизации равен:

Величина дифференциального сопротивления стабилитрона находится в пределах единиц Ом, величина ограничительного сопротивления R имеет порядок нескольких десятков Ом, поэтому и величина коэффициента стабилизации имеет порядок нескольких десятков. Это очень незначительная величина, поэтому данный стабилизатор можно эффективно применять только для небольших токов нагрузки. Как правило, его применяют в качестве источников опорного напряжения (ИОН) в компенсационных стабилизаторах.

Для увеличения тока нагрузки могут применяться специальные схемы. Одна из таких схем показана на рис. 7.3.

Рис. 7.3 Схема параметрического стабилизатора для повышенных значений токов

Здесь транзистор включён по схеме с общим коллектором, поэтому его выходное напряжение равно входному, минус напряжение отпирания транзистора (0,7 В). Цепь из резистора и стабилитрона образует цепь смещения транзистора, то есть, создавая рабочую точку. При этом ток нагрузки устройства является током коллектора транзистора, и он больше тока, протекающего через стабилитрон в β раз.

2. Линейный стабилизатор на транзисторах

На рис. 7.4 приведена схема линейного стабилизатора с усилителем рассогласования.

 

Рис. 7.4 Стабилизатор с усилителем рассогласования

В этом усилителе часть выходного напряжения подаётся обратно на вход через делитель напряжений. На транзисторе Т₂ собран усилитель рассогласования, который усиливает лишь ту часть входного напряжения (выходного, по отношению ко всему устройству), которая больше или меньше величины стабилизированного напряжения на его эмиттере (напряжение на стабилитроне D₁). Это усиленное напряжение (напряжение ошибки) подаётся на вход усилителя тока, собранного на транзисторе Т₁, который увеличивает или уменьшает ток в нагрузке, в зависимости от того, упало или возросло напряжение на выходе стабилизатора в данный момент времени.

3. Линейный стабилизатор на ОУ

Схема стабилизатора больших токов нагрузки показана на рис. 7.5.

Рис. 7.5 Линейный стабилизатор на ОУ

Здесь роль усилителя ошибки играет операционный усилитель; входное напряжение поступает на него с выхода устройства, на инвертирующий вход. Транзистор Т₁ включён по схеме усилителя тока и выполняет роль регулирующего элемента. На транзисторе Т₂ собрана схема защиты от токовых перегрузок. Когда ток нагрузки превышает предельно допустимое значение, напряжение на резисторе R₁ становится достаточным для открывания транзистора Т₂ и ток нагрузки шунтируется коллектор-эмиттерным переходом транзистора и не поступает в нагрузку.