Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [30] 31 32 33 34 35 36 37 38 39

источника напряжения. В схемах на рис. 35 увеличение тока нагрузки и вызванное этим снижение напряжения на ней сопровождается некоторым снижением напряжения на стабилитроне. При этом ток через стабилитрон уменьшается .почти на такую же вели-1ину, на какую возрос ток нагрузки. Уменьшение тока на-грузки и повышение напряжения на ней ведут к такому же [увеличению напряжения на стабилитроне. В последнем случае увеличение тока через стабилитрон почти равно уменьшению тока на-[грузки, В результате как в том, так и в другом случае величина гтока через резистор Ri изменяется мало и при неизменном напря-<ении питания напряжение на нагрузке также изменяется лишь на небольшую величину.

При изменениях питающего напряжения и тока нагрузки напряжение на ней тем стабильнее, чем меньше динамическое сопротивление стабилитрона, В схемах по рис. 35 это сопротивление по отношению к нагрузке является внутренним (выходным) сопротивлением источника питания, если считать, что последний образован истинным источником питания (батарея, выпрямитель) в совокупности со стабилизатором напряжения.

Коэффициент стабилизации напряженпя схем на рис. 35 определяется по формуле

тгд Un

Из этой формулы непосредственно следует, что с увеличением сопротивления резистора коэффициент стабилизации напряжения увеличивается; однако при этом увеличивается и падение напряжения на резисторе. Следовательно, получение того же выходного напряжения с лучшей стабильностью может быть достигнуто ценой повышения входного напряжения стабилизатора. Практически целесообразно иметь отношение UalUa - hb-3; при этом можно получить кст порядка 10-30. При больших соотношениях входного и выходного напряжений существенного выигрыша в величине ст не получается, но к. п. д. стабилизатора делается очень низким.

Увеличение выходного тока путем параллельного включения га зоразрядных стабилитронов неосуществимо вследствие различия напряжения зажигания отдельных экземпляров стабилитронов одного и того же типа. При включении питающего напряжения на параллельно соединенные стабилитроны начинается разряд в стабилитроне с меньши.м напряжением зажигания. После этого напрял<е-ние на обоих стабилитронах упадет до величины f/ст, которая недостаточна для зажигания второго стабилитрона, т. е. последний не включится в работу.

Параллельное же соединение полупроводниковых стабилитронов не осуществляют потому, чго вследствие различия их сопротивлений ток распределится между ними неравномерно. В результате этого стабилитрон (диод) с меньшим сопротивлением окажется перегруженным и стабилизатор будет ненадежен в работе.

Сглаживание пульсаций стабилитроном. Благодаря тому, что стабилизатор напряжения па газоразрядном или кремниевом стабилитроне способен реа1ировать даже на быстрые изменения подводимого напряжения, т. е. является системой почти безынерционной, он эффективно сглаживает пульсации этого напряжения. Коэффициент сглаживания пульсаций стабилизатора близок по величине к коэффициенту стабилизации.



Температурная стабильность выходного напряжения. Кремниевые стабилитроны широкого применения на работе на обратной ветви вольт-амперной характеристики имеют положительный температурный коэффициент напряжения, т. е. при повышении температуры выходное напряжение стабилизатора несколько увеличивается, а при понижении уменьшается. Однако изменения эти относительно невелики: при использовании в стабилизаторах опорных диодов с напряжением величиной Уст<15 в изменение температуры на каж-

Таблица 19 Стабилитроны Д8!8А - Д818Е

Допустимое отклонение

Среднее значение

стабилитрона

и„, %

ТКН 6. %/граО

Д818А

+0,02

Д818Б

-0,02

Д818В

ztlO

±0,01

Д818Г

±5

2i:0,005

Д818Д

±5

2tO,002

Д818Е

±0,001

дые 10 град вызывают изменение выходного напряжения на величину менее одного процента. Выходные напряжения стабилизаторе!) с опорными диодами на большие напряжения в тех же условияк изменяются не более, чем на 1,5%. При питании радиолюбительской аппаратуры такие изменения часто вполне допустимы.

Температурный коэффициент напряжения стабилизаторов с кремниевыми диодами прн их прямом включении отрицателен и имеет величину около - 2 мв/град.

Газоразрядные стабилитроны чаще всего имеют отрицательный ТКН, хотя у некоторых их типов ТКН принимает положительное либо отрицательное значение в зависимости от температуры окружающей среды. Величина напряжения на стабилитроне тлеюнхеп, разряда обычно изменяется пе более чем на 0,1 в при изменении температуры окружающей среды на каждые 10 град.

Влияние температуры на величину напряжения на нагрузке стабилизатора можно уменьшить, включая последовательно с основными диодами (диодом) дополнительные диоды в проводящем на-правленип Поскольку при включении диодов в обратном направлении ТКН положителен, а при включении в прямом направлении отрицателей, то общин ТКН цепочки диодов получается по абсолютной величине меньшим кажз,ого из диодов в отдельности. Однако при этом уменьшается коэффициент стабилизации напряжения и возрастает величина выходного сопротивления стабилизатора.

Получить ТКН меньшей величины, чем при использовании серийных кремниевых стабилитронов типа Д809 или Д814Б, при динамическом сопротивленпп Гд < 18 ом можно, применяя термоком-пенсированные кремниевые стабилитроны типа Д818А-Д818Е, и.ме-ющие следующие основные данные: номинальное напряжение стабилизации Уст=9 в, /ст.макс=33 ма (при температуре до 50° С), /ст,мин = 3 ма. Допускаемые отклонения от номинального напря-



ження стабилизации и температурные относительные коэффициенты напряжения 6 этих стабилитронов указаны в табл. 19.

Стабилитроны Д818А-Д818Е применяют в устройствах питания точной измерительной аппаратуры. Широкого распространения в радиоэлектронной аппаратуре они еще не получплп, так как выпуск их пока ограничен.

25. Расчет схем на стабилитронах

Исходными данными для расчета стабилизатора напряжения являются:

1. Величина стабилизированного напряжения на нагрузке Un-

2. Предельные величины тока нагрузки /н.мин и /п.макс-

3. Наибольшие ожидаемые отклонения напряжения питания от его номинальной величины бн и бв.

Кроме того, может быть задана номинальная величина напряжения, поступающего на стабилизатор от выпрямителя Un-Расчетом можно определить:

1. Номинальную велич1шу напряжения Un, поступающего на стабилизатор от выпрямителя (если она не задана).

2. Сопротивление резистора Ri.

3. Максимальную величину рассеиваемой на резисторе мощности Rr.

4. Коэффициент стабилизации напряжения ст-

5. Выходное сопротивление стабилизатора Гвых-

В связи с тем, что радиолюбители обычно имеют возможность применять в своих конструкциях стабилитроны относительно ограниченного ассортимента, расчет удобнее вести исходя из предельно-допустимых режимов и параметров того или иного конкретного типа стабилитрона. В этих условиях один из важнейших параметров проектируемого устройства - коэффициент стабилизации напряжения kcT приходится определять расчетом, исходя из технических данных стабилитрона, стремясь при этом получить, естественно, возможно большую величину ст.

Тип стабилитрона выбирают в первую очередь исходя из того, что его номинальное напряжение стабилизации должно быть

возможно ближе к требуемой величине напряжения на нагрузке Un. Из табл. 16 или 17 выписывают динамическое сопротивление выбранного стабилитрона и предельные значения тока через него.

При токе величиной /ст макс рассеиваемая на кремниевом стабилитроне мощность достигает предельного значения, регламентируемого техническими условиями на стабилитрон. Из соображений эксплуатационной надежности аппаратуры полупроводниковый прибор должен обязательно работать в режимах ниже предельных. Кроме того, нужно иметь в виду, что при неблагоприятном сочетании допусков на отклонения номинальных величин напряжения стабилизации f/cT и сопротивления резистора Ri, когда питающее напряжение приближается к верхнему пределу, а величина тока нагрузки к нижнему пределу, величина тока через стабилитрон /ст может оказаться больше расчетной и рассеиваемая на стабилитроне мощность превысит допустимую величину. Вследствие этого параметры стабилитрона могут необраттгмо измениться и он может выйти из сроя.

Учитывая изложенное, рекомендуется принимать при расчете наибольшее рабочее значение тока стабилитрона не более - 0,8 от



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [30] 31 32 33 34 35 36 37 38 39



0.001