Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Общие теоретические понятия и определения




При параметрическом методе режим стабилизации напряжения электропитания осуществляется за счёт применения элемента с нелинейной ВАХ. От степени нелинейности ВАХ элемента зависит качество стабилизации (значения Кст ; Rвых ; δ %). В параметрических стабилизаторах находят применение нелинейные элементы, ВАХ которых представлены на рис. 8.2.

Рассмотрим прицип действия стабилизатора на примере схемы с кремниевым стабилитроном рисунок 8.1

 

Рисунок 8.1 Схема однокаскадного параметрического стабилилизатора напряжения на кремниевом стабилитроне

 

Степень нелинейности ВАХ на рабочем участке ВС оценивается отношением динамического и статического сопротивлений.


Рисунок 8.2. ВАХ нелинейного элемента

 

Статическое сопротивление Rc- это сопротивление, которое оказывает нелинейный элемент постоянному по величине току в выбранной рабочей точке А характеристики: Rc=Uo/Io=tgα.

Динамическое сопротивление элемента Rд равно отношению изменения падения напряжения на элементе DUк изменению величины тока DI, протекающего через элемент. Динамическое сопротивление является тем сопротивлением, которое оказывает элемент изменениям протекающего через него тока: Rд=DU/DI=tgβ.

Статическое и динамическое сопротивления не равны между собой и изменяются в зависимости от величины напряжения и тока: Ра < Pb; Rc > Rд.

В качестве нелинейных элементов в параметрических стабилизаторах напряжения используются газоразрядные и кремниевые стабилитроны. Схемы параметрических стабилизаторов с использованием стабилитронов применяются для стабилизации напряжения при мощности в нагрузке до нескольких ватт. Достоинство таких схем - простота исполнения и малое количество элементов, недостаток - отсутствие плавной регулировки и точной установки номинального значения выходного напряжения, кроме этого, у таких схем мал к.п.д..

Схема стабилизатора (рисунок 8.1) состоит из гасящего сопротивления Rr, включенного последовательно с нагрузкой, и стабилитрона VD, включенного параллельно нагрузке.

Рассмотрим принцип действия данного стабилизатора. На рисунке 8.3 изображены ВАХ стабилитрона и нагрузки. Так как сопротивление нагрузки и стабилитрон включены параллельно, то для построения суммарной характеристики необходимо сложить характеристики сопротивления Rh (прямая ОА) и стабилитрона VD по оси токов. Полученная кривая представляет собой зависимость U2 = f (Ih+Ict).Рабочий участок этой кривой получается смещением характеристики стабилитрона на величину тока нагрузки Ih. Отложив на оси ординат величину входного напряжения Uo, строим из этой точки характеристику сопротивления Rr. Точка пересечения этой характеристики с суммарной характеристикой сопротивления нагрузки и стабилитрона определяет установившийся режим для данной величины входного напряжения. При изменении входного напряжения характеристика сопротивления Rrперемещается и соответственно перемещается рабочая точка на суммарной характеристике U2 = f (Ih+Ict)


 

Рисунок 8.3. ВАХ стабилитрона и нагрузки

 

Как видно из рисунка 8.2, при изменении входного напряжения от U1min доUi max;напряжение на сопротивлении нагрузки изменятся от U2(i) до U2(2), причем изменение выходного напряжения DU2 значительно меньше изменения напряжения на входе D U1.

Для определения основных показателей качества параметрического стабилизатора постоянного напряжения представим параметрический стабилизатор функциональной схемой для изменений напряжения на входе. Эквивалентная схема модели стабилизатора показана на рис.8.4. КПД стабилизатора зависит от соотношения токов через стабилитрон и нагрузки, а также от значения коэффициента Ко. Чем больше величина Iст по сравнению с Iн, тем меньше КПД.

 


 
Рисунок 8.4 - Функциональная схема стабилизатора

постоянного напряжения при изменении напряжения

 

Тип стабилитрона выбирается по величине стабилизируемого напряжения и тока нагрузки. Для увеличения стабилизируемого напряжения стабилитроны включаются последовательно. Параллельное включение стабилитронов (для увеличения мощности в нагрузке) недопустимо, поскольку разница в значениях напряжений стабилизации, которая всегда имеет место из-за технологического разброса параметров стабилитронов, приводит к неравномерному распределению токов через них.

Параметрические стабилитроны постоянного напряжения на кремниевых стабилитронах обладают следующими недостатками: относительно небольшой допустимой величиной мощности в нагрузке (0,5 - 3,0 Вт); зависимостью параметров стабилитрона от температуры; невысоким КПД (до 30%) по тому что нужно чтобы Uвх = 2-5 Uвых; плохо работает при малой нагрузке, т.е. ограниченный диапазон изменений тока нагрузки; относительно большим значением выходного сопротивления стабилизатора (6 - 20 ОМ). Из-за этих недостатков параметрические стабилизаторы на кремниевых стабилитронах применяются для стабилизации напряжения питания вспомогательных узлов аппаратуры связи, где не требуются высокие показатели качества. Параметрические стабилизаторы на кремниевых стабилитронах широко используются в компенсационных стабилизаторах напряжения в качестве источников опорного напряжения.

Достоинствами параметрических стабилизаторов на кремниевых стабилитронах являются простота схемы, надёжность, быстродействие, неплохое качество стабилизации, а также малые размеры (габариты) и масса.

 

Контрольные вопросы и задания

 

1. Какое устройство называется стабилизатором?

2. Какова классификация стабилизаторов?

3. Каковы основные параметры стабилизаторов?

4. Каков принцип работы параметрического стабилизатора?

5.Как работает параметрический стабилизатор при увеличении (уменьшении) тока нагрузки или входного напряжения?

6.Какова область применения диодно-транзисторного параметрического стабилизатора?

7.Задание. Определить величину балластного сопротивления диодного параметрического стабилизатора напряжения используемого для устройства, питаемого от гальванической батареи с начальным напряжением Е=9В. Ток нагрузки равен 5мА. В устройстве применяются стабилитроны следующих типов КСГЗЗ (Цст = 3,3 В), КС156А(Uct= 5,6В) и Д808(Uct= 7,5В).

 

 


Поделиться:

Дата добавления: 2014-11-13; просмотров: 99; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.006 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты