Стабилизаторы напряжения

Презентация на тему:  
СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

 

Выполнили студенты группы ДЛТ-001

Горчаков А.

• План
• 1. Введение
• 2. Параметрические стабилизаторы
• 3. Компенсационные стабилизаторы
• 4.  Интегральные стабилизаторы напряжения
• 5. Вывод

1. Введение 

 

• Для работы электронных схем необходимы источники постоянного напряжения.  Однако напряжение на выходе простейшего источника, выполненного по схеме «трансформатор – выпрямитель – сглаживающий фильтр» может изменяться из-за колебаний сопротивления нагрузки, напряжения первичного источника и других факторов. Если отклонения напряжения превышают допустимую величину, в схемы источников вводят стабилизаторы – устройства, обеспечивающее малые изменения выходного напряжения. Существуют два типа стабилизаторов: параметрические и компенсационные. В параметрических стабилизаторах напряжения в качестве регулирующих используют нелинейные элементы, имеющие участок ВАХ, на котором напряжение остается неизменным при изменении тока. Такой участок имеет обратная ветвь ВАХ стабилитрона. Компенсационный стабилизатор представляет систему автоматического регулирования, в которой сопротивление регулирующего элемента изменяется под действием управляющего напряжения упр U , полученного в результате сравнения выходного и эталонного (опорного) напряжений. Возникающий при этом сигнал рассогласования усиливается и воздействует на регулирующий элемент стабилизатора таким образом, чтобы выходное напряжение стремилось достичь эталонного уровня. Регулирующими элементами линейных стабилизаторов являются биполярные или МОП-транзисторы. Для получения эталонного напряжения используют источники опорного напряжения (ИОН) Простейшим ИОН является параметрический стабилизатор на кремниевом стабилитроне.
• 84

2. Параметрические стабилизаторы   

 

• Схема представляет делитель напряжения, состоящий из резистора 0R и стабилитрона VD. Нагрузочный резистор н R включен параллельно стабилитрону. Поэтому в режиме стабилизации, когда напряжение стабилитрона почти постоянно, постоянным будет и напряжение на нагрузке.  Найдем напряжение и ток стабилитрона графическим способом. ВАХ стабилитрона и линейной части цепи показаны на рис. 9.2. Поскольку стн UU −= , обратная ветвь ВАХ стабилитрона расположена в первом квадранте. Нагрузочная характеристика линейной подсхемы представляет прямую, проходящую через точки, соответствующие режимам холостого хода вx xx UU β= и короткого замыкания 0 вхкз /R UI = . Здесь ) /( н 0н R RR +=β . Точка пересечения нагрузочной прямой и ВАХ стабилитрона (точка А на рис. 9.2) является рабочей точкой и определяет ток и напряжение стабилитрона. Если входное напряжение изменится, нагрузочная прямая переместится параллельно самой себе. Изменятся и координаты рабочей точки (точка В на рис. 9.22). При этом изменения выходного напряжения будут невелики до тех пор, пока рабочая точка находится на крутом участке ВАХ стабилитрона.

3. Компенсационные стабилизаторы 

 

• Структурная схема компенсационного стабилизатора показана на рис. 9.6. Регулирующий элемент включен последовательно с сопротивлением нагрузки. Дифференциальный усилитель является усилителем сигнала ошибки. Этот сигнал равен разности между опорным напряжением оп U , формируемым на выходе источника опорного напряжения (ИОН), и напряжением делителя 1 R –  2 R . Принцип действия компенсационного стабилизатора состоит в том, что на входе формируется постоянное напряжение, минимальное значение которого должно превышать требуемый уровень стабилизированного напряжения  на выходе. При изменении входного напряжения или тока нагрузки выходное напряжение стабилизатора поддерживается постоянным за счет изменения падения напряжения на регулирующем элементе.

 

4. Интегральные стабилизаторы  напряжения 

 

• Линейные стабилизаторы напряжения, подобные схеме на рис. 9.7, выпускаются в виде интегральных микросхем. Такая микросхема содержит регулирующий элемент (РЭ), включенный между источником и нагрузкой,
• 90
• источник опорного напряжения (ИОН) и усилитель ошибки. В качестве РЭ используется биполярный или полевой транзистор. Простейшим источником опорного напряжения является параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне. Все перечисленные элементы легко объединить в одной интегральной схеме. Микросхемы стабилизаторов напряжения являются функционально законченными устройствами и могут иметь только три внешних вывода: вход, выход и земля. ИМС стабилизаторов выпускаются на фиксированные напряжения 5 – 24 В и токи нагрузки до 1 А.  Интегральные стабилизаторы имеют встроенные схемы ограничения выходного тока, а также специальную защиту от тепловых перегрузок.

5. Выводы

 

• 1. Стабилизатор – нелинейное устройство, обеспечивающее малые изменения выходного напряжения. 2. Существуют два типа стабилизаторов: параметрические и компенсационные. 3. В параметрических стабилизаторах напряжения в качестве регулирующих используют нелинейные элементы, имеющие участок ВАХ, на котором напряжение остается неизменным при изменении тока. 4. Компенсационный стабилизатор представляет систему автоматического регулирования, в которой сопротивление регулирующего элемента изменяется  под действием управляющего напряжения, полученного в результате сравнения выходного и эталонного (опорного) напряжений. Регулирующими элементами линейных стабилизаторов являются биполярные или МОП-транзисторы. 5. Линейные стабилизаторы напряжения выпускаются в виде интегральных схем. Такая микросхема содержит регулирующий элемент (РЭ), включенный между источником и нагрузкой, источник опорного напряжения (ИОН) и усилитель ошибки. В качестве РЭ используется биполярный или полевой транзистор.
• 94