Calculatorul nostru vă va ajuta să găsiți generatorul potrivit!
Regulatoarele de tensiune regulatoare sunt de obicei realizate cu ajutorul tranzistorilor. stabilizatoare și diode zener.
Acest dispozitiv este caracterizat de o eficiență scăzută. ca urmare a faptului că ele sunt utilizate ca module de circuite de curent scăzut, în care există sarcini care nu depășesc două zeci de milliampe. Cel mai adesea acestea sunt distribuite în compensarea dispozitivelor de stabilizare în rolul surselor de tensiune de referință.
Regulatoarele de tensiune parametrice sunt împărțite în punte. în mai multe etape și în mai multe etape.
Principiu de funcționare a regulatoarelor de tensiune parametrice
Prezentăm o diagramă a unui dispozitiv simplu de acest tip, bazat pe o diodă zener:
- Ist - curent electric prin intermediul unei diode zener
- I n - curentul de sarcină
- Uout = Ust - tensiunea de ieșire stabilizată
- Uin - tensiune de intrare instabilă
- R0 - rezistor de balast (de stingere, limitare)
Proprietatea principală a unei diode zener. pe baza căreia funcționează regulatorul de tensiune parametric, este faptul că U pe acesta în domeniul de operare al caracteristicii de tensiune curentă (de la Ist min la Ist max) rămâne practic același. Schimbările apar de la Ust min la Ust max. Cu toate acestea, este obișnuit să presupunem că Ust min = Ust max = Ust).
Schema compilată a regulatorului de tensiune parametric clarifică faptul că nu se produce corecția curentului de sarcină sau a intrării U (se păstrează aceleași valori ca și pe dioda zener). Dar, în același timp, apar modificările curente. trece prin dioda zener și când tensiunea de intrare se schimbă, curentul care curge prin rezistorul de balast este corectat. Ca rezultat, rezistorul de balast stinge excesul de tensiune la intrare. Valoarea acestei scăderi depinde de curentul care trece prin el, care, la rândul său, este interconectat cu curentul electric prin dioda zener. Din acest motiv, orice corecție a curentului electric prin dioda zener afectează în mod direct valoarea căderii U marcată în rezistorul de balast.
Pentru a descrie principiul acestei scheme, ecuația este folosită:
Pentru funcționarea perfectă a regulatorului de tensiune parametric. care este determinată de U la sarcină în domeniul de la Ust min la Ust max, este necesar să se asigure că curentul prin dioda zener rămâne întotdeauna în limitele de la I min la I max. În particular, parametrii minime de curent prin dioda zener sunt interconectați cu U la intrare și valoarea maximă a curentului de sarcină.
Rezistența unui rezistor de balast se stabilește după cum urmează:
Curentul maxim prin parametrii diodă Zener sunt interdependente cu tensiunea maximă de intrare și valoarea minimă de încărcare electrică Prin urmare, folosind ecuația (1), doar suficient pentru a stabili o zonă în care regulatorul de tensiune parametric funcționează corect.
Calcularea zonei de funcționare normală a dispozitivului de stabilizare:
După regruparea acestei expresii, obținem:
Dacă luăm în considerare diferențele minore între minim și stabilizare tensiune maximă (Ust min și Ust max), valoarea primului termen din partea dreaptă a ecuației poate fi redusă la zero, care, la rândul său, creează o ecuație care descrie zona funcționalitatea instrumentului normală capătă forma următoare :
În cazul unui curent constant de sarcină sau al unor modificări minore, formula aplicată pentru a stabili regiunea funcționării normale a dispozitivului se încadrează în categoria celor elementare:
Calculul eficienței stabilizatorilor parametri
În etapa următoare, stabilim eficiența regulatorului parametric de tensiune luat în considerare. Pentru a determina acest lucru, se utilizează raportul dintre puterea care intră în sarcină și puterea de intrare a dispozitivului:
Ultima formulă dată arată că o creștere a diferenței dintre U la intrarea și ieșirea stabilizatorului corespunde unui curent mărit prin dioda zener, care degradează în mod semnificativ eficiența.
Exemplu de evaluare a eficienței
Pentru a aprecia pe deplin caracteristicile de performanță "negative", folosim formulele de mai sus, dar în același timp reducem în mod condiționat tensiunea la 5 Volți. Pentru a face acest lucru, folosim o diodă standard zener, de exemplu, KS147A. Conform caracteristicilor, curentul în acesta poate varia în intervalul de la 3 la 53 mA.
Conform condițiilor, trebuie să ajungem în zona de funcționare normală. a cărui lățime este de 4 volți. Pentru a face acest lucru, luați un rezistor de balast de 80 ohmi. Având în vedere curentul constant al sarcinii, folosim formula 4 (alți parametri "înrăutățesc" în mod semnificativ poziția). Pe baza acestui fapt, puteți calcula, aplicând formula 2. Calcularea valorilor actuale în această situație. Ca rezultat, avem 19,5 mA, iar eficiența în astfel de condiții va fi de 14% -61%, în funcție de U la intrare.
Pentru a calcula valorile maxime ale curentului de ieșire în aceleași condiții, este necesară modificarea valorii curente de la constant la variind de la zero la Imax. Apoi, rezolvând simultan ecuațiile 2 și 3. obținem R0 = 110 Ohm. Imax = 13,5 mA. Astfel, este evident că curentul maxim al unei diode zener este de patru ori mai mare decât valoarea maximă a curentului de ieșire.
Dezavantajul unui stabilizator parametric este că tensiunea de ieșire este în mod deosebit instabilă. direct în funcție de curentul de ieșire, ceea ce face ca utilizarea dispozitivului să fie inacceptabilă.
Ca rezultat, putem spune cu încredere că regulatorul de tensiune parametric are un singur avantaj - execuția simplă. Din acest motiv, aceste dispozitive continuă să existe și chiar se caracterizează prin utilizarea în masă în circuite destul de complexe, după cum sa menționat deja, ca sursă de tensiune de referință.
Articole similare
-
Dispozitivul, principiul funcționării unui regulator de tensiune de impuls
-
Cum de a alege un regulator de tensiune pentru un cazan pe gaz
Trimiteți-le prietenilor: