Экономичный стабилизатор с системой защиты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

 Комментарии к статье

Стабилизаторы напряжения с падающей характеристикой системы защиты обладают способностью автоматически возвращаться в режим стабилизации напряжения после устранения причины перегрузки, на регулирующем элементе в режиме замыкания нагрузки рассеивается сравнительно небольшая мощность.

Такой стабилизатор обычно содержит источник образцового напряжения, дифференциальный усилитель, систему защиты и регулирующий элемент на составном транзисторе. В систему защиты входят устройство ограничения тока нагрузки и цепь со стабилитроном, включенным параллельно регулирующему элементу. Эта цепь формирует падающий участок нагрузочной характеристики. Ограничитель тока нагрузки построен на токоизмерительном резисторе, включенном между базой и эмиттером транзистора, шунтирующего эмиттерные переходы регулирующего элемента.

Недостаток этих стабилизаторов - значительная разность между входным и выходным напряжениями, необходимая для нормальной работы устройства. Она состоит из падения напряжения на источнике тока в коллекторной цепи дифференциального усилителя и эмиттерных переходах составного транзистора регулирующего элемента и равна примерно 3 В. Столь большое значение не позволяет достичь высокого КПД устройства, особенно при низком выходном напряжении. Например, 5-вольтовый стабилизатор, выполненный по подобной схеме, будет иметь КПД около 60 %.

Падение напряжения на стабилизаторе может быть снижено до 1... 1,5 В, если в источнике тока в коллекторной цепи дифференциального усилителя использовать германиевый транзистор, а в регулирующем элементе - составной транзистор с дополнительной симметрией.

Еще больше повысить КПД стабилизатора позволяет его построение по схеме "с малым напряжением потерь". Составной регулирующий транзистор должен быть включен здесь по схеме с общим эмиттером по отношению к нагрузке, поэтому для управления регулирующим элементом используют инвертирующий выход дифференциального усилителя. В этом случае необходимость в источнике тока отпадает, так как коллекторный ток с этого выхода дифференциального усилителя непосредственно служит базовым током составного транзистора регулирующего элемента. Минимальная разность между входным и выходным напряжениями, достаточная для нормальной работы стабилизатора, равна падению напряжения на токоизмерительном резисторе плюс напряжение насыщения выходного транзистора и не превышает 1 В.

Добиться дальнейшего уменьшения напряжения потерь на стабилизаторе можно только одним путем - снижением падения напряжения на токоизмерительном резисторе. Эта возможность реализована в стабилизаторе, схема которого показана на рис.1.

(нажмите для увеличения)

Резистор R2 устройства защиты включен в цепь источника тока, выполненного на полевом транзисторе VT2. Максимальный выходной ток Imax стабилизатора определяется выражением Imax ~ (0,6-UR2)/R1, где UR2 - падение напряжения на резисторе R2.

Подборкой резистора R3 устанавливают ток через резистор R2 равным 1 мА. Таким образом, максимальное падение напряжения на резисторе R1 примерно равно 0,2 В.

Основные технические характеристики стабилизатора:

• Коэффициент стабилизации.......500
• Выходное сопротивление, Ом.......0,5
• Максимальный ток нагрузки, мА.......100
• Входное напряжение, В.......9,3...15
• Выходное напряжение, В.......9
• Коэффициент подавления пульсации, дБ.......55
• КПД при входном напряжении 9,3 В, %.......93

Температурный коэффициент выходного напряжения, %/° С ~ -0,35 Вид нагрузочной характеристики стабилизатора при различных значениях входного напряжения показан на рис.2.

Рис.2

Пределы изменения входного напряжения можно расширить в сторону увеличения использованием стабилитрона VD2 с более высоким напряжением стабилизации. При этом, однако, нагрузочная характеристика несколько изменится.

Стабилизатор обладает определенной универсальностью. Выходное напряжение можно изменять подборкой резистора R6 в пределах от Uo6p+(2…3) В до максимально допустимого напряжения Uкэ используемых транзисторов (Uобр - образцовое напряжение). Эти 2...3 В необходимы для работы источника тока, собранного на транзисторе VT2. Необходимой формы нагрузочной характеристики добиваются подборкой элементов VD2 и R7. Максимальный ток нагрузки устанавливают подборкой резистора R1. Без каких-либо изменений стабилизатор может работать при токе нагрузки до 1 А. При еще большем токе составной регулирующий транзистор должен быть уже не двойным, а тройным - придется добавить еще более мощный транзистор.

В стабилизаторе можно использовать и другие маломощные кремниевые транзисторы соответствующей структуры, подходящие по напряжению. Транзистор КТ814А также может быть заменен на другой, структуры p-n-n, рассчитанный на соответствующую рассеиваемую мощность. Следует использовать транзисторы с малым напряжением насыщения.

Описанный стабилизатор может быть рекомендован к использованию а устройствах, где требования к стабильности выходного напряжения умеренные, а главными факторами являются высокий КПД и наличие защиты от перегрузок и замыканий в нагрузке с автоматическим возвращением в рабочий режим после устранения перегрузки.

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Роботизированные штаны 05.01.2019 В Великобритании инженеры разработали "роботизированные" штаны, которые будут помогать пожилым и травмированным людям вставать и ходить. Механизм напоминает небольшие воздушные шары. Они прячутся в обычных спортивных лосинах, и помогают ходить, садиться и стоять. "Искусственные мышцы" надуваются и сдуваются - тем самым имитируют работу настоящих. Ученые продолжают работу над изобретением, на которое уже потратили более 3 млн долларов. Ожидается, что "умная одежда" поступит в продажу примерно через семь лет.

Другие интересные новости:

▪ Лунный пылесос

▪ Пластырь для контроля уровня глюкозы

▪ Реле контроля уровня жидкости 72 серии от Finder

▪ Биоэлектрическая стимуляция в медицине

▪ Тысячи молекул объединили в единое квантовое состояние

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гражданская радиосвязь. Подборка статей

▪ статья Генри Тейлор. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какую табличку прикрепили к гробу изобретателя бортового самописца? Подробный ответ

▪ статья Измеритель магнитного поля. Детская научная лаборатория

▪ статья Автоматы световых эффектов с хаотичным включением ламп. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Передатчик видеопрограмм без проводов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025