Стабілізатори напруги

Стабілізатори напруги – це електронні пристрої, призначені для підтримання сталого значення напруги з необхідною точністю в заданому діапазоні зміни напруги джерела або опору навантаження (дестабілізуючі чинники).

За типом вихідної напруги стабілізатори діляться на стабілізатори постійної напруги і стабілізатори змінної напруги. Як правило, вид вихідної напруги (постійна чи змінна) є такою самою, як і вид вхідної напруги, хоча можливі винятки.

За принципом роботи стабілізатори напруги поділяються на параметричні та компенсаційні. Параметричний метод стабілізації базується на зміні параметрів нелінійного елемента стабілізатора, залежно від зміни дестабілізуючого чинника, а сам стабілізатор називають параметричним.

У компенсаційному методі стабілізації у вимірювальному елементі порівнюється величина, що стабілізується, з еталонною і виробляється сигнал неузгодженості. Цей сигнал перетворюється, підсилюється і подається на регулювальний елемент.

Стабілітрони знаходять широке застосування в різноманітних пристроях електроніки як джерела стабільної (опорної) напруги, наприклад, використовуються в параметричних стабілізаторах напруги.

Найпростіша схема параметричного стабілізатора напруги складається з баластного резистора і стабілітрона, включених послідовно. Вони працюють при оберненому включенні, а їхні стабілізуючі властивості пояснюються особливістю зворотної гілки вольт-амперної характеристики.

При зміні струму в навантаженні вихідна напруга залишається практично незмінною, оскільки вона визначається спадом напруги на стабілітроні U_вих = U_ст. Очевидно, що стабілізація напруги при зміні струму через стабілітрон можлива при зміні внутрішнього опору стабілітрона, тобто його параметра. Параметричний стабілізатор напруги показано на рис. 11.12.

Особливості роботи такого стабілізатора напруги базуються на тому, що напруга стабілітрона на зворотній ділянці його вольт-амперної характеристики змінюється незначно в широкому діапазоні зміни зворотного струму стабілітрона. Тобто коливання напруги на вході стабілізатора зумовлюють значну зміну струму стабілітрона при незначних змінах напруги на ньому. Схема містить баластний резистор R_б і стабілітрон VD, що включається паралельно до навантаження R_н (тобто це стабілізатор паралельного типу). З метою зниження пульсацій вихідної напруги, при коливаннях струму в навантаженні, у схему може включатися фільтрувальний конденсатор.

Для нормальної роботи стабілізатора струм у навантаженні повинен бути меншим від струму через стабілітрон I_н < I_ст.

Для збільшення напруги стабілізації допускається послідовне з’єднання стабілітронів з однаковим струмом стабілізації. Паралельна робота стабілітронів не допускається через різні умови пробою.

Недоліками параметричних стабілізаторів є:

а) мале значення коефіцієнта стабілізації, особливо при великих струмах навантаження;

б) неможливість регулювання вихідної напруги.