Téma č. 28 - Usměrňovače a stabilizátory

Podle principu funkce se stabilizátory dělí na několik skupin:

• v sériovém nebo paralelním zapojení

• parametrické – bez zpětné vazby nebo se zpětnovazební smyčkou

• lineární nebo spínané stabilizátory

• podle stabilizace polarity napětí kladné/záporné

• stabilizátory proudu, stabilizátory napětí

Stabilizátory proudu

Mohou být také parametrické a zpětnovazební. Nejjednodušší je využití principu napěťových zpětnovazebních stabilizátorů. Jen veličina určená k porovnání s referenčním napětím je odvozena z výstupního proudu pomocí malého rezistoru.

Užití v praxi:

Usměrňovače

Všude kde je nutno přeměnit střídavé napětí na stejnosměrné.

Např ve stabilizovaném zdroji, pro stejnosměrné motory, spotřební elektronika, LED osvětlení,…

Stabilizátory

Všude kde je nutno udržet konstantní napětí na výstupu.

Stabilizátor zajišťuje, že můžeme měnit odebíraný proud, ale napětí zůstane stále stejné.

Např ve stabilizovaném zdroji

Stabilizátor funguje v podstatě tak, že když stoupne napětí na diodě nad určitou mez (UZ) klesne její odpor, zvýší se proud diodou (IZ), který zatíží napájecí zdroj (zdroj U1 s vnitřním odporem + sériovým R) a tím pádem klesne jeho napětí na požadované výstupní napětí U2 (=UZ).

Stabilizátor napětí:

Druhy filtrů - pasivní filtry (RC, LC)

- aktivní filtry (použití tranzistorů)

Pasivní filtr

RC filtr je nejjednodušší filtr, používaný v jednoduchých zapojeních. Činitel vyhlazení můžeme vypočítat ze zjednodušeného vztahu

ϕV = mω2CR, kde m je počet usměrňovacích cest.

Filtr LC je složitější o nutnost navíjet cívku, ale je podstatně účinnější než RC filtr. Navíc účinek filtrace narůstá s druhou mocninou frekvence. Pro dvoucestné zapojení je stejný filtr čtyřikrát účinnější než pro jednocestné zapojení.

Aktivní filtr

Aktivní filtr se skládá z pasivního členu RC a výkonového tranzistoru s velkým proudovým zesilovacím činitelem. Pasivní člen RC udržuje konstantní napětí na bázi tranzistoru. To je umožněno tím, že báze odebírá zanedbatelný proud.

Je také nazýváno jako násobič kapacity:

Činnost

Zvlnění filtrovaného napětí UZV se mění napětí mezi bází a emitorem tranzistoru, a tím se ovládá jeho vnitřní odpor. Kolísáním vnitřního odporu tranzistoru v rytmu zvlnění se mění úbytek napětí na vnitřním odporu tranzistoru UKE tak, že na zátěži se zvlnění neprojeví. Tento filtr se chová jako pasivní filtr s kondenzátorem o kapacitě tolikrát větší než je kapacita kondenzátoru C, kolikrát zesiluje tranzistor proud.

Usměrněné napětí může vykazovat i při použití kondenzátoru, který je připojen paralelně k zátěži, větší hodnotu zvlnění, než je požadována v napájecích obvodech. Měřítkem pro posouzení zvlnění je:

činitel zvlnění ϕZV definovaný vztahem: ϕZV = UZV/ Ud . 100 [%, V, V].