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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Грузовик Toyota FCET на водородных топливных элементах 25.04.2019 Компания Toyota презентовала новый грузовик с нулевым выбросом вредных веществ в атмосферу. Проект реализовывался совместно с Kenworth Truck Company, городским портом и организацией California Air Resources Board. Представленный прототип Fuel Cell Electric heavy-duty Truck (FCET) функционирует на основе водородных элементов, производя в виде отходов воду. Представленный грузовой автомобиль основан на прототипах, разработка которых ведется с 2017 года. Согласно официальным данным, FCET способен преодолевать без дозаправки порядка 480 км, что почти в 2 раза превышает среднесуточный пробег грузовиков. Компания намерена выпустить 10 высокотехнологичных грузовых автомобилей, которые будут использоваться для транспортировки грузов из порта Лос-Анджелеса в разные места в черте города и за его пределами. Как и предыдущие прототипы, представленный грузовик выполнен на основе тягача Kenworth T680 Class 8. Главная цель, преследуемая разработчиками, заключается в организации перевозок с использованием экологически чистого транспорта для снижения уровня выброса вредных веществ. Представители компании отмечают, что Toyota продолжает активное развитие технологий, позволяющих создавать транспорт на электрической тяге, который поможет удовлетворить широкий спектр потребностей и не вырабатывает вредных веществ. В дальнейшем компания намерена продолжить продвижение технологий производства водородных топливных элементов для грузовых автомобилей.

Другие интересные новости:

▪ Токсичные вещества в экранах гаджетов

▪ Защищенный ноутбук Gigabyte U4

▪ Моз преступника как улика

▪ Вместо винта - рыба

▪ 9-местный электросамолет

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сборка кубика Рубика. Подборка статей

▪ статья Инструкция по охране труда для электрослесарей строительных

▪ статья Чем отличаются деревянные духовые инструменты от медных? Подробный ответ

▪ статья Раскладушка на волнах. Личный транспорт

▪ статья Реле включения задних противотуманных фонарей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Акустическая система VERNA 50-01. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026