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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Датчики для пчел 22.01.2016 Обычно пасечник по нескольку раз в месяц залезает в улей к пчелам, чтобы проверить их состояние: вылечить от болезней, надставить рамки для сот или удалить зароившихся некстати маток, которые могут увести из улья часть семьи. Естественно, пчелы вмешательству в их жизнь не рады, они волнуются, могут покусать окружающих и снизить заготовку меда. Есть, правда, так называемое колодное пчеловодство, когда улей делают не в форме ящика, а глубокого дупла: туда пчеловод заглядывает от силы два раза в год, никаких рамок не надставляет. Но и ему полезно знать, когда пчелы заполнят сотами весь объем колоды: после этого они могут улететь прочь. Чтобы дать пасечникам инструмент контроля пчелиной семьи, инженеры из ноттингемского Трентского университета во главе с Мартином Бенксиком решили использовать акустические датчики. Они разместили в экспериментальных ульях Англии и Франции по два датчика - один в центре сот, а второй на 7 см ниже - и стали следить за звуками, которые издавали пчелы, с июля по ноябрь в Англии и с апреля по октябрь во Франции. Пчелы на датчики внимания не обращали, наполняли соты медом, пыльцой и исправно жужжали. С наступлением холодов жужжание предсказуемо снизилось. Исследователям удалось зафиксировать в жужжании и суточные ритмы. Сейчас они анализируют данные из Франции, где подопытные пчелы несколько раз роились, с тем чтобы выявить индикаторы этого события. Бенксик, чей отец более полувека содержал пчел, надеется, что датчики позволят пасечникам следить за своими подопечными, совершенно не тревожа их.

Другие интересные новости:

▪ Жесткие паруса из стали и композитного стекла

▪ Знание сюжета не портит удовольствия от чтения

▪ Запах партнера улучшает сон

▪ Автономный автомобиль превращает водителя в инструктора

▪ Кальмары умеют слышать

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовая электроника. Подборка статей

▪ статья Опасный возраст. Крылатое выражение

▪ статья Когда возник серфинг? Подробный ответ

▪ статья Машинист козлового крана. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Терморегулятор для мини-инкубатора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Транзисторы IRF610 - IRF644. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025