regulator de tensiune parametrică

Dacă aveți nevoie pentru a porni un dispozitiv electronic nu prea sclifosit, puteți utiliza simplu de circuit stabilizator parametric. La schimbarea tensiunii de intrare curentul prin rezistor de balast variază, de asemenea, la fel de tensiune peste ea, dar tensiunea pe dioda Zener rămâne aproape neschimbat. Și, prin urmare, sarcina este aproape constantă de putere.
Luați în considerare una dintre cele mai simple de calcul aproximativă a stabilizatorului. Se specifică de stabilizare a tensiunii dorite la ieșire U st și curent I, care ar trebui să includă nu numai curentul de diode Zener, dar, de asemenea, curentul de sarcină. Folosind formula I = (U Rin - U st) / R1 sunt R1 = (U Rin - U st) / I.

Pentru fanii de calcule mai exacte și mai sofisticate, este prevăzută o metodă mai complicată. Aici, datele originale vor fi stabilizate de tensiune U v = U n R n bornele sarcinii. limitarea curentului de sarcină I n și I n min max și cea mai așteptată tensiune deviație relativă de alimentare la intrare și valoarea sa nominală Rin U nom. Pe baza echipamentului din motive de securitate puterea disipată în diodă Zener trebuie să fie neapărat sub limita. Având în vedere acest lucru, este recomandat să ia atunci când se calculează curentul maxim de lucru prin dioda Zener nu este mai mare de 0,8 ori de referință I v max. Această valoare curentă presupusă este notat I st.r max. Când un curent I st min. specificație regimented, dinamică rezistență r crește d diodă Zener substanțial în comparație cu valoarea corespunzătoare stabilizării curentului nominal. Acest lucru se degradeaza stabilitatea tensiunii de ieșire în modul cel mai mare curent de sarcină și cu o tensiune U Rin. aproape de limita inferioară. Pentru a asigura un factor stabilizator acceptabil, curentul de operare minim I prin zener st.r iau min atunci când se calculează de 3 ori mai mare decât I v min. În calculul ar trebui să ia în considerare faptul că mai mult am st.r min și mai puțin decât am st.r max. cu atât mai mare este necesar tensiunea U valoarea Rin.
Vă rugăm să verificați adecvarea stabilizării selectate de tensiune Zener la limitele prescrise și curentul de sarcină a tensiunii de alimentare:
, în cazul în care. În cazul în care inegalitatea nu este îndeplinită și nu există nici o posibilitate de a aplica diodă Zener mai puternic, trebuie să setați valori mai mici și pentru a reduce I n max sau mări I n max.
În aceste cazuri, atunci când sarcina este întotdeauna, iar curentul de sarcină nu este schimbat, este posibil să se ia n I max = I N min. Dacă, în schimb, este necesar să se asigure inactiv modul stabilizator de rulare, pentru a se evita deteriorarea dioda Zener este selectat n I min = 0. Curentul exprimat în miliamperi.
Valoarea nominală a tensiunii U Rin. care ar trebui să ofere un redresor, se calculează cu formula:

Calculați disipată pe rezistor R1 o putere maximă (în wați):

Acum, un alt calcul, cu un mic tur. În timpul funcționării stabilizatorului parametric pentru a menține tensiunea de ieșire la nivelul dorit, folosind o porțiune inversă a defalcării electrice a diodei Zener. Să presupunem că avem tensiunea de ieșire U afară. rezistența de sarcină R N și intervalul de tensiune de intrare de U și U max Rin Rin min. Axa tensiuni să amâne tensiunile minime și maxime, iar prin aceste puncte desena linii drepte, care unghiul este determinat de rezistența balastului rezistență R b. Punctele de intersecție cu caracteristicile dioda Zener va efectua valori directe ale respectivelor tensiuni de ieșire dispozitive. În acest caz, presupunem că R n R >> b și I b = I st. Este evident că, datorită neliniarității caracteristicii curent-tensiune a zener schimba Rin Rin DU U = max - min Rin U corespunde tensiunii de ieșire Vout = max out DU - min Vout. și .DELTA.U Rin >> O. DU
stabilizator Coeficientul poate fi determinată cu aproximație presupunând că Rin >> AU DU out = 0 și n R = const. Pentru cei care au uitat, să ne amintim că pictograma „>>“ înseamnă cuvântul „mult mai mult“, și const înseamnă „constant“ sau „întotdeauna“.
Apoi δI Rin = δ Uin / Rb și O = δI DU Rin * r unde r d d. - Rezistența diferențială a diodei Zener. În cazul în care O DU / δ Uin = δI Rin * r d / δI Rin * Rb;
K v = (δ Uin / Uin) / (O DU / U O) = Vout * R b / d * r Ui. În cazul în care Uin = (U Rin max + U Rin min) / 2.
stabilizator de calcul parametri pot fi executate sub elementul stare I min ≤ I ≤ I v Vmax folosind expresiile:

(U Rin min - U O) / Rb = U O / R min + I n v min; (1)
(U Rin max - U O) / R O = U b / R max + I n v max (2)

Acum, un exemplu concret de calcul.
Calculați stabilizator parametric de tensiune în următoarele condiții: tensiunea de ieșire U afară = 5,6V; 5. Modificarea curentului de sarcină 15mA; variația tensiunii de intrare 15. -20%. Soluție: 1. Selectați tipul de tensiune țintă de diodă Zener. Tensiunea Zener predeterminată furnizează KS456A având următorii parametri: U v min = 5,04V cu I o = 10mA; U v max = 6,16V cu I o = 10mA; I v min = 3 mA; I v max = 140mA; r d = 7.
2. Definiți curentul minim de funcționare I v Zener min p = 5mA și pentru a găsi posibile zener maximă corespunzătoare de tensiune:
U 'v max = U v max - δI' v * r d = 6,16 - (10 - 5) * 10 ~ ³ * 7 = 6,125V.
3. Definiți curentul maxim de funcționare a diodă Zener I p v max = 50mA și pentru a găsi posibile zener maximă corespunzătoare de tensiune:
U 'v min = U v min + δI' „v * r = d + 5,04 (50 - 10) * 10 ~ ³ * 7 = 5.32V.
4. Tensiunea nominală de intrare U nom Rin și R b este găsit din expresiile (1) și (2) - (. Vezi mai sus)

Aici trebuie să observăm că valoarea minimă a sarcinii este la consumul maxim de curent, și anume R n min = U O / I max v p = 5,6B / 0.015mA = 373.333 ohmi; Valoarea maximă de încărcare va fi la un consum minim de curent, adică R n max = Vout / min p = I 5.6b / 0.005mA = 1120 ohmi.
Ne exprimăm R b din fiecare ecuație. obținem:

Acum, un pic de matematică.

Din moment ce partea stanga a ecuațiilor - sunt una și aceleași mijloace și dreptul de a egala unul de altul, și anume,

Substituind valorile cunoscute, obținem:

În continuare, vom obține: (0,8 * U nom Rin - 6125) * 0055 = (* U nom 1,15 Rin - 3,52) * 0.0214. Consolele, obținem: 0,044 * U nom Rin - 0337 = 0,0246 * U nom Rin - 0.114. Locație Rin 0,0194 * U Nom = 0,223. Găsirea Rin U nom = 11,5V. Mai mult înapoi în cele trei formule de mai sus și de a găsi ne-a plăcut în conformitate cu oricare dintre valoarea Rb două ecuații. Acesta va fi de aproximativ 143Om. Alegerea celei mai apropiate valori de rezistență etalon, adică, 150Om.
5. Tensiunea maximă de intrare minimă și pentru o condiție de eroare dată în starea de bine: U Rin max = 1,15 * U nom Rin = 1,15 * 11,5 = 13,2V Rin și U min = 1,15 * U nom = Rin * 0.8 11.5 = 9,2V
6. Rin a găsit U min și U max Rin la o sarcină de R = n min n 373,333Om la R max = 1120 ohmi și o tensiune de ieșire prestabilită Uout = 5,6V defini reală stabilizator curenții I max și I v v min.

Valorile obținute sunt în intervalul de funcționare a curenților Zener selectate.
7. Să stabilizeze zener factor conform expresiile specificate mai sus, după cum urmează: K v = (δ Uin / Uin) / (O DU / U O) = Vout * R b / d * r Ui unde Ui = (U Rin max. Rin + U min) / 2

Valoarea standard a stabilizatorului parametric stabilizare coeficient este cuprinsă în intervalul K st = 10. 30. Coeficientul de stabilizare a tensiunii cu un coeficient de 1000 sau mai mult pentru a aplica stabilizatori compensatorii.