Краткие теоретические сведения
Параметрические стабилизаторы напряжения используются в маломощных источниках (с выходным током до 15…20 мА), а также в качестве источников опорного напряжения в компенсационных стабилизаторах и контрольно-измерительной аппаратуре. Для стабилизации постоянного напряжения в них применяются элементы с нелинейной вольтамперной характеристикой, напряжение на которых мало зависит от протекающего через них тока. В качестве таких элементов используются полупроводниковые стабилитроны и стабисторы.
В общем случае для всех типов рассматриваемых схем характерно, использование для преобразования переменного напряжения в постоянное, ограничения в пределах определённого напряжения питания, и стабилизации питающего постоянного напряжения, при этом схемы включают следующие активные элементы: полупроводниковый диод, стабилитрон, биполярный транзистор n-p-n типа.
Для первой схемы необходимо дать ряд определений. Стабилитрон полупроводниковый прибор, предназначенный для стабилизации питающего переменного напряжения, фиксации уровня напряжения за счёт весьма незначительного напряжения на стабилитроне в состоянии электрического пробоя при больших колебаниях обратного тока. Существуют однокаскадные стабилизаторы, при изменении UВХ ток через стабилитрон изменяется, что приводит к незначительным изменениям напряжения на стабилитроне, и на нагрузке.
|
|
|
Стабилитрон изготавливается на основе кремния, что повышает устойчивость от электрического пробоя. Принцип действия, при постоянном токе в нагрузке R2, а входное напряжение увеличилось, в какой-то момент возросшее напряжение будет приложено к стабилитрону, что согласно ВАХ приводит к увеличению его тока, это будет происходить, пока напряжение на балластном резисторе не установится до входного напряжения. Рассмотрим основные параметры: - напряжение стабилизации при заданном токе; - max, min токи стабилизации, максимальный ток определяется отношением max допустимой мощности к напряжению стабилизации, а min гарантированной устойчивостью состояния электрического пробоя. Эти величины ограничивают область ВАХ, которая может быть использована для стабилизации напряжения. Важно учитывать значение температуры, с её изменением меняется прямое напряжение на диоде, с её ростом прямое сопротивление и напряжение на стабилитрона падают и наоборот. Существует несколько типов подобных диодов: выпрямители, импульсные, стабисторы.
Рассматривая схему два, где частным случаем сглаживающего фильтра (выпрямителя), служит диодный параллельный ограничитель напряжения, который как видно из осциллограммы ограничивает входное напряжение, как при отрицательной, так и при положительной полуволнах, т.е. сглаживает пульсацию напряжения на входе. При этом характерно, что для некоторых приборов входное напряжение должно иметь определённые границы, диапазон входного напряжения. Для характеристики выпрямителя с фильтром или стабилитроном используется коэффициент сглаживания: 
, где 
- коэффициенты пульсации до и после фильтра (стабилитрона).
|
|
|
В схеме три применяется однофазная мостовая схема (Герца) - характеризуемая высоким коэффициентом использования мощности подводимой от сети к нагрузке, отличается более рациональным использованием диодов в режиме без трансформатора. Повысить стабильность выходного напряжения параметрического стабилизатора напряжения без ухудшения КПД позволяет такая схема включения, за счёт применения источника напряжения на определённой фиксированной частоте, с применением транзистора, в стабилизаторе предусмотрена регулировка выходного напряжения, для чего в состав делителя на базу включён потенциометр.
Ограничитель - четырехполюсник, на выходе которого напряжение не изменяется, когда входное напряжение превышает некоторое пороговое значение (ограничение сверху), принимает значение ниже порогового(ограничение снизу) или превосходит пределы пороговых уровней(двухстороннее ограничение).
|
|
|
Основные характеристики ограничителей: стабильность положения точек излома их характеристик, постоянство выходного напряжения в области ограничения, линейность схемы в области пропускания (вне области ограничения), коэффициент передачи в области ограничения и в области пропускания.
Диодные ограничители в зависимости от способа включения диода могут быть последовательными и параллельными.
а) б)
Рис. 1 Последовательные диодные ограничители с ограничением сверху (а) и снизу (б)
В схеме (а) в исходном состоянии диод VD открыт. Когда на вход подается сигнал положительной полярности, он передается на вход до тех пор, пока не достигнет значения Е0, после чего диод закрывается и передача сигнала на выход ограничителя прекращается. Так, рассматриваемый ограничитель пропускает только сигналы, которые меньше напряжения Е0.
В схеме.(б) в исходном состоянии диод VD закрыт. Когда на вход подается сигнал положительной полярности, он не передается на выход ограничителя до тех пор, пока н достигнет значения Е0, после чего диод открывается и верхняя часть входного сигнала поступает на выход ограничителя. Так, рассматриваемый ограничитель пропускает только те сигналы, которые больше напряжения Е0.
|
|
|
а) б)
Рис. 2 Параллельные диодные ограничители с ограничением сверху (а) и снизу (б)
В схеме (а) в исходном состоянии диод VD открыт. Когда на вход подается сигнал положительной полярности, он вследствии падения напряжения на резисторе не поступает на выход до тех пор, пока не достигнет значения Е0, после чего диод закрывается и сигнал поступает на выход ограничителя. Так, рассматриваемый ограничитель пропускает только сигналы, которые больше напряжения Е0.
В схеме (б) в исходном состоянии диод закрыт. Когда на вход подается сигнал положительной полярности. он передается на выход ограничителя до тех пор, пока не достигнет значения Е0, после чего диод открывается и пропускание сигнала на выход ограничителя прекращается вследствие шунтирующего действия открытого диода.
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 12; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!