Parametric регулатор на напрежението

Ако имате нужда да мощност до някои не твърде дребен електронно устройство, можете да използвате проста схема параметричен стабилизатор. При промяна на входното напрежение ток през резистор баласт също варира, така че няма напрежение в нея, но напрежението върху диода ценерови остава почти непроменен. И, следователно, натоварването е почти постоянна мощност.
Помислете за един от най-простият грубо изчисление на стабилизатора. Посочете желаното стабилизиране на напрежението на изхода U-ви и ток I, който трябва да включва не само на тока на диод ценерови, но и товарния ток. Като се използва формулата I = (U Rin - U-ви) / R1, са R1 = (U Rin - U-ви) / I.

За почитателите на по-точни и сложни изчисления се осигурява метод по-сложно. Тук, оригиналните данни ще бъдат стабилизирани напрежение U V = U п R п в товара. ограничаване на товарния ток I п и п мин макс и най-високата очакваното отклонение относителна доставка входното напрежение и номинална стойност Rin U ном. Въз основа на оборудване за безопасност от съображения разсейвана мощност в диод ценерови трябва непременно да бъде под лимита. С оглед на това, се препоръчва да се вземе при изчисляването на максималното работно ток през диод Zener е не повече от 0,8 пъти на референтната I V макс. Този ток приема стойност е означен I st.r макс. Когато текущата I-ви мин. строга специфичност, динамична устойчивост R г ценерови диоди се увеличава значително в сравнение със стойността, съответстваща на номиналния ток стабилизиране. Това се разгражда на стабилността на изходното напрежение в режим на най-големия товар ток и с напрежение U Рин. близо до долната граница. С цел да се осигури приемлив стабилизиращ фактор, минималната работна ток I през ценерови st.r вземе мин при изчисляване на 3 пъти по-голям от мен V мин. При изчисляване трябва да се вземе предвид, че колкото повече st.r мин и по-малко, отколкото аз st.r макс. толкова по-голяма е необходимо U стойност Рин напрежение.
Моля, проверете годността на избрания Zener напрежение за стабилизиране в предписаните граници и товарния ток на захранващото напрежение:
, къде. Ако неравенството не е доволен и няма възможност да се прилагат по-мощни ценерови диод, трябва да зададете по-малки стойности и да намалят I н макс или да се увеличи I н макс.
В тези случаи, когато натоварването е винаги и товарния ток не се променя, то е възможно да се вземат п I макс = I N мин. Ако, обратно, е необходимо да се осигури свободен режим стабилизатор протичане, за да се избегне увреждане на диод ценерови е избран п I мин = 0. ток изразява в милиампера.
Номиналната стойност на напрежението U Rin. който трябва да осигури токоизправител, се изчислява по формулата:

Изчислява разсейва през резистор R1 максимална мощност (във ватове):

Сега друг изчисление с малка обиколка. При работа на параметри стабилизатор за поддържане на изходното напрежение на желаното ниво с помощта на обратната част на електрическия разграждането на диод ценерови. Да предположим, че са дадени на изходното напрежение U навън. товарно съпротивление R N и обхвата на входното напрежение на U и U макс Рин Рин минути. Ос напрежения за отлагане на минимални и максимални напрежения и чрез тези точки изготвят прави линии, които ъгъл се определя от съпротивлението на баласт резистор R б. Точките на пресичане с характеристиките на диод ценерови ще извършват директни стойности на съответните устройства изходни напрежения. В този случай, ние приемаме, че R н R >> б и аз б = I-ви. Очевидно е, че поради нелинейност на волт-амперна характеристика на ценерови промени δU Рин Рин на U = макс - мин Рин на U съответства на изходното напрежение Vout δU от = макс - мин Vout. и .DELTA.U Рин >> δU О.
Коефициент стабилизатор може да се определи приблизително, като се приеме, че δU Rin >> δU от = 0 и п R = конст. За тези, които са забравили, нека си припомним, че иконата ">>" означава думата "много повече", и Конст означава "постоянно" или "винаги".
След δI Rin = δ Uin / R б и δU О = δI Rin * R, където R г г -. Съпротивлението на диференциала на диод ценерови. Когато δU О / δ Uin = δI Rin * г г / δI Rin * R б;
K V = (δ Uin / Uin) / (δU О / U О) = Vout * R б / г * г Ui. Когато Uin = (U Rin макс + U Rin мин) / 2.
Изчисляване на параметри стабилизатор може да бъде изпълнена по позиция на състояние I мин ≤ I ≤ I V V макс помощта на израза:

(U Rin мин - U О) / R б = U O / R мин + I п о мин; (1)
(U Rin макс - U О) / R = О U б / R макс + I п V макс (2)

Сега конкретен пример за изчисляване.
Изчислява параметри напрежение стабилизатор при следните условия: изходното напрежение U от = 5,6V; 5. промяна в натоварването ток 15 mA; промените в входното напрежение 15. -20%. Решение: 1. Изберете типа на обекта, напрежение на диод ценерови. Предварително определената Zener напрежение осигурява KS456A със следните параметри: U V мин = 5,04V с I а = 10mA; U V макс = 6,16V с I а = 10 mA; I V мин = 3 mA; I V макс = 140 mA; R D = 7-ми.
2. Определяне на минималната работна ток I V ценерови мин р = 5 mA и намерите съответния максимално възможното напрежение ценерови:
U "V макс = U V макс - δI" V * R г = 6,16 - (10 - 5) * 10 ~ ³ * 7 = 6,125V.
3. Определяне на максималната работна ток на ценерови диоди I р о макс = 50 mA и намерите съответния максималния възможен напрежение ценерови:
U "V мин = U V мин + δI '' V * R = D + 5,04 (50-10) * 10 ~ ³ * 7 = 5.32V.
4. класиран входно напрежение U Ном Рин и R б е намерена от изрази (1) и (2) - (. Виж по-горе)

Тук трябва да се отбележи, че минималната стойност на товара е в максимална консумация на ток, т.е. R п мин = U O / I макс о р = 5,6B / 0.015mA = 373.333 ома; Максималната стойност на натоварване ще бъде най-малко консумация на ток, т.е. R п макс = Vout / мин р Ist = 5.6Ь / 0.005mA = 1120 ома.
Ние изрази R б на всеки уравнение. получаваме:

Сега малко математика.

От лявата страна на уравненията - са едни и същи средства и правото на равно един от друг, т.е.

Заместването на известните стойности, получаваме:

На следващо място, ние получаваме: (0,8 * U ном Рин - 6125) * 0055 = (1,15 * U ном Рин - 3.52) * 0,0214. Скобите, които получаваме: 0044 * U ном Рин - 0337 = 0,0246 * U ном Рин - 0,114. Местоположение Рин 0,0194 * U = 0.223 ном. Намирането Рин U ном = 11,5V. Освен това през трите по-горе формули и да намерят ни хареса, съгласно всяка от стойността гв две уравнения. Тя ще бъде около 143Om. Изборът на най-близката стандартна стойност на съпротивление, т.е. 150Om.
5. минималния и максималния входното напрежение за дадено състояние на грешка в добре: U Rin макс = 1.15 * U ном Rin = 1.15 * 11,5 = 13,2V Рин и U мин = 1.15 * U ном = Rin * 0.8 11.5 = 9,2V
6. намерено Rin U минути и U макс Rin при натоварване на R = п мин п 373,333Om да R макс = 1120 ома и предварително определено изходно напрежение Uout = 5,6V определят реално стабилизиране токове I макс и V V минути.

Получените стойности са в работния обхват на избраните ценерови течения.
7. Да стабилизиращ фактор ценерови съгласно изрази, посочени по-горе, както следва: К V = (δ Uin / Uin) / (δU О / U О) = Vout * R б / г * г Ui където Ui = (U Rin макс. Rin + U мин) / 2

Стандартната стойност на параметричен стабилизатор коефициент стабилизация е в границите К-во = 10. 30. За коефициент стабилизиране напрежение с коефициент на 1000 или повече, за да се прилагат компенсаторни стабилизатори.