Integrované stabilizátory napětí a stabilizátory proudu

38.Integrované stabilizátory napětí a stabilizátory proudu

Stabilizátory

Mezi stabilizátory lze řadit všeobecně všechny obvody, které umožňují stabilizovat výstupní napětí nebo proud při změnách :

a) výstupního (zatěžovacího) proudu

b) vstupní (obvykle síťového ) napětí

c) teploty okolí

Na jiných veličinách obvykle hodnota výstupního napětí nezávisí, pokud ano, je třeba sledovat i takové vlivy (např. stárnutí součástek, vliv elektromagnetických rušení apod.)

Kromě stabilizačních účinků ( kterými je míněna regulace na konstantní hodnotu ú každý typ stabilizátoru více či méně snižuje střídavou složku, výstupního napětí (zvlnění) a pracuje tedy jako filtr.

Stabilizátory napětí jsou zásadně dvou typů: parametrické stabilizátory a stabilizátory se zpětnou vazbou (degenerativní). Parametrické stabilizátory využívají vhodného průběhu voltampérových charakteristik některých součástek, stabilizátory se zpětnou vazbou obsahují regulační součástku, která je ovládána odchylkou výstupního napětí od hodnoty referenčního napětí.

Základními veličinami stabilizátoru jsou činitel stabilizace, udávající kolikrát stabilizátor zmenšuje poměrné kolísání napětí

při Rz=konst.

kde U1 je napětí na vstupu stabilizátoru, U2 napětí na výstupu stabilizátoru a vnitřní odpor stabilizátoru

při U1=konst.

Stabilizátory stejnosměrných napětí

Rozeznáváme stabilizátory parametrické, které nemají zpětnou vazbu mezi výstupem a vstupem a stabilizátory degenerativní, které mají zpětnou vazbu mezi výstupním a vstupním napětím.

Degenerativní stabilizátory napětí

Používají tranzistor jako regulační prvek a to buď v podélné větvi (v sérii se zátěží), nebo v příčné větvi (paralelně k zátěži).

Je-li tranzistor v podélné větvi, vykazuje stabilizátor velmi malý vnitřní odpor a musíme zdroj chránit před zkratem na výstupu, který obvykle vždy vede ke zničení tranzistoru. Ovšem úbytek napětí na tranzistoru bývá malý a stabilizátor mívá velkou účinnost.

Je-li tranzistor v příčné větvi, dochází na podélném odporu k trvalé wattové ztrátě, která zhoršuje účinnost stabilizátoru. Ovšem tyto stabilizátory jsou automaticky odolné proti zkratu.

Ukažme činnost stabilizátoru s tranzistorem v podélné větvi podle

Na bázi regulačního tranzistoru je konstantní napětí, určované referenčním zdrojem Uref. Tranzistor je řízen napětím UBE , které je dáno rozdílem Uref - Uvýst . Klesne-li výstupní napětí (ať už z důvodů poklesu zátěže, nebo z důvodů poklesu vstupního napětí), zmenší se napětí na emitoru transistoru, tím vzroste řídící napětí tranzistoru UBE , tranzistor se více otevře, jeho dynamický odpor klesne a výstupní napětí vzroste, čímž se kompenzuje pokles napětí, který regulační zásah vyvolal. Při vzrůstu výstupního napětí proběhne regulační proces opačným způsobem.