Parametrikus feszültségszabályozó

Ha meg kell, hogy kapcsolják be néhány nem túl válogatós elektronikus eszköz, akkor egyszerű áramkör parametrikus stabilizátort. Ha módosítja a bemeneti feszültség az áramerősség az előtét ellenállást is változik, úgy a feszültséget, de a feszültség a Zener-dióda pedig szinte változatlan. És így a terhelés szinte állandó teljesítmény.
Vegyük az egyik legegyszerűbb durva számítás a stabilizátor. Határozza meg a kívánt feszültség stabilizáció a kimeneti U st és az I áramerősség, amelynek tartalmaznia kell nem csak az aktuális a Zener dióda, hanem a terhelőáram. A I általános képletű = (U Rin - U st) / R1, jelentése R1 = (U Rin - U st) / I.

A rajongók a pontosabb és kifinomultabb számítások olyan eljárást bonyolultabb. Itt, az eredeti adatokat stabilizált feszültségű U V = U n R n egész terhelést. korlátozza a terhelési áram I n, és I n Min Max és a legnagyobb várható relatív eltérés bemeneti feszültség és a névleges értéke Rin U nom. Ennek alapján a berendezés biztonsági okokból energiának a zener dióda szükségszerűen határérték alatti. Tekintettel erre, akkor ajánlott, hogy számítása során a maximális üzemi áram a Zener-dióda nem több, mint 0,8-szerese a referencia I V max. Ez az áram feltételezett érték jelöli azt st.r max. Amikor az aktuális I st min. regimented specifikáció, a dinamikus ellenállás R d Zener dióda jelentősen növekszik összehasonlítva a megfelelő értéket a névleges áram stabilizáció. Ez rontja a stabilitást a kimeneti feszültséget módban legnagyobb terhelési áram és feszültség U Rin. közel az alsó határ. Annak érdekében, hogy biztosítani lehessen egy elfogadható stabilizáló tényező, minimális működési keresztül folyó I Zener st.r vegye perc kiszámításakor a 3-szor nagyobb, mint I V min. A számítás során figyelembe kell venni, hogy minél jobban st.r perc és kevesebb, mint én st.r max. annál nagyobb a szükség U érték Rin feszültséget.
Kérjük, ellenőrizze a alkalmasságát a kiválasztott Zener feszültség stabilizáció az előírt határértékeket, valamint a terhelési áram a tápfeszültség:
, hol. Ha az egyenlőtlenség nem teljesül, és nincs lehetőség alkalmazni erősebb Zener-dióda, meg kell állítani a kisebb értékek és csökkenti I n max vagy növelje I n max.
Azokban az esetekben, amikor a terhelés mindig, és a terhelési áram nem változik, akkor lehetséges, hogy n I max = I N min. Ha, ellenkezőleg, szükséges, hogy az alapjárati üzemmódban stabilizátor fut, annak érdekében, hogy ne sérüljenek a Zener-dióda van kiválasztva n I min = 0. A jelenlegi kifejezve milliamper.
A névleges feszültség értéke U Rin. amelynek biztosítani kell egy egyenirányító, a következő képlet alapján számítható:

Számítania eloszlik az egész R1 ellenálláson egy maximális teljesítmény (Watt):

Most egy másik számítás egy kis túra. Működés parametrikus stabilizátort, hogy fenntartsák a kimeneti feszültséget a kívánt szinten segítségével fordított részét a villamos lebontását a Zener-dióda. Tegyük fel, mivel a kimeneti feszültség U ki. terhelési ellenállás R N és a bemeneti feszültség tartománya U és U max Rin Rin min. Axis feszültségek hogy elhalasztja a minimális és maximális feszültségek és ezeken a pontokon dolgozzon egyenes vonalak, amelyek szöget határozza meg az ellenállást a előtét ellenállás R b. A metszéspontok a jellemzői a zener dióda fog végezni közvetlen értékeit az adott készülék kimeneti feszültség. Ebben az esetben azt feltételezzük, hogy R n R >> b és I b = I st. Nyilvánvaló, hogy mivel a nemlinearitás az áram-feszültség jellemző a zener változtatni Au Rin Rin az U = max - min Rin az U megfelel a kimeneti feszültség Vout Au out = max - min Vout. és .DELTA.U Rin >> Au O.
Együttható stabilizátor lehet hozzávetőlegesen meghatározni azt feltételezve, hogy Au Rin >> Au out = 0 és n R = const. Azok számára, akik elfelejtették Idézzük hogy a „>>” ikon azt jelenti, a „sokkal több” és const azt jelenti, „állandóan” vagy „mindig”.
Ezután Aj Rin = δ Ube / R b és Au O = Aj Rin * R, ahol R d d -. A differenciális ellenállás a Zener-dióda. Ahol Au O / δ Ube = Aj Rin * r d / Aj Rin * Rb;
K v = (δ Ube / Ube) / (Au O / U O) = Vout * R b / d * r Ui. Ahol Ube = (U Rin max + U Rin perc) / 2.
Számítás parametrikus stabilizátor lehet végrehajtani a feltétellel tétel I min ≤ I ≤ I v v max használva az:

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

Most egy konkrét példát a számítás során.
Számítsuk ki a parametrikus feszültség stabilizátor az alábbi körülmények között: a kimeneti feszültség U out = 5,6V; 5. Változás terhelési áram 15mA; változni bemeneti feszültség 15. -20%. Megoldás: 1. Válassza ki a cél feszültség a Zener-dióda. Az előre meghatározott Zener feszültség biztosítja KS456A, amely az alábbi paraméterek: U V min = 5,04V I a = 10mA; U V max = 6,16V I a = 10mA; I V min = 3 mA; I V max = 140mA; R d = a 7..
2. Adjuk meg a minimális üzemi áram I kontra zener perc, p = 5 mA, és megtalálja a megfelelő maximális lehetséges feszültség Zener:
U 'v max = U v max - Aj' v * r d = 6,16 - (10 - 5) * 10 ~ ³ * 7 = 6,125V.
3. Határozza meg a maximális üzemi áram a Zener-dióda I p v max = 50mA, és megtalálja a megfelelő maximális feszültség zener:
U 'V min = U V min + Aj' „v * r = d + 5,04 (50-10) * 10 ~ ³ * 7 = 5.32V.
4. A névleges bemeneti feszültség U nom Rin és Rb megtalálható a kifejezések (1) és (2) - (lásd fent.)

Itt kell megjegyezni, hogy a minimális érték a terhelés maximális áramfelvétel, azaz R n min = U O / I max v p = 5,6B / 0.015mA = 373,333 ohm; maximális terhelés értéke lesz legalább áramfelvétel, azaz R n max = Vout / perc, p Ist = 5.6b / 0.005mA = 1120 ohm.
Fejezzük Rb mindegyik egyenlet. kapjuk:

Most egy kis matek.

Mivel a bal oldalon az egyenletek - egy és ugyanazon eszközöket és az egyenlő egymással, azaz a

Behelyettesítve az ismert értékek, megkapjuk:

Ezután megkapjuk: (0,8 * U nom Rin - 6125) * 0055 = (1,15 * U nom Rin - 3,52) * 0,0214. A zárójelben, megkapjuk: 0044 * U nom Rin - 0337 = 0,0246 * U nom Rin - 0,114. Hely Rin 0,0194 * U nom = 0.223. Finding Rin U nom = 11,5V. Hátrább a három fenti képletek, és megtalálja azt szerette szerint bármely két egyenlet értéke Rb. Ez lesz a 143Om. Kiválasztása a legközelebbi szabványos ellenállás értékét, azaz 150Om.
5. A minimális és maximális bemeneti feszültség egy adott hibahelyzetet az is: U Rin max = 1,15 * U nom Rin = 1,15 * 11,5 = 13,2V Rin és U min = 1,15 * U nom = Rin * 0,8 11.5 = 9,2V
6. talált Rin U min és U max Rin terhelésnél R = n min n 373,333Om hogy R max = 1120 ohm, és egy előre meghatározott kimeneti feszültség Uki = 5,6V meghatározása valós stabilizáló áramok I max és I V V min.

A kapott értékek a működési tartományban a kiválasztott Zener áramok.
7. Tegyük stabilizáló faktor zener szerinti kifejezéseket a fent meghatározott, az alábbiak szerint: K v = (δ Ube / Ube) / (Au O / U O) = Vout * R b / d * r Ui, ahol Ui = (U Rin max. Rin + U min) / 2

A normál érték az együttható stabilizációs parametrikus stabilizátor tartományban K st = 10. 30. feszültség stabilizálódásához együttható együtthatóval 1000 vagy több alkalmazni kompenzációs stabilizátorok.