Линейный последовательный компенсационный стабилизатор напряжения непрерывного действия. Схемы, расчет online, конструкция, проектирование

Как спроектировать и рассчитать стабилизатор напряжения непрерывного действия в источнике питания. Форма для онлайн расчета. Схемотехника (10+)

Последовательный стабилизатор напряжения непрерывного действия

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Для маломощных нагрузок обычно применяются параметрические параллельные стабилизаторы напряжения. При больших токах это было бы расточительно, так как для таких стабилизаторов характерен низкий КПД. В этом случае используются последовательные компенсационные стабилизаторы. Однако без параллельных стабилизаторов нам все же не обойдись. В приводимых ниже схемах они нужны в качестве источников опорного напряжения, то есть напряжения, с которым будет сравниваться выходное, для формирования управляющего сигнала.

Простейший компенсационный стабилизатор

Вашему вниманию подборки материалов:

Конструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Принцип работы устройства прост. На базе транзистора сформировано стабильное напряжение за счет параметрического стабилизатора на резисторе R1 и стабилитроне. Транзистор включен по схеме эмиттерного повторителя. Так что на его эмиттере формируется напряжение, равное напряжению на базе минус напряжение насыщения эмиттерного перехода.

Конденсатор C2 устраняет высокочастотные шумы, которые характерны для большинства стабилитронов. В качестве этого конденсатора обычно используют два конденсатора, соединенных параллельно (электролитический и керамический), чтобы обеспечить наилучшее подавление шумов.

Диоды нужны для защиты транзистора от напряжений обратной полярности при выключении питания. Если в этот момент нагрузка отключена и нет диодов, то конденсаторы C1 и C2 разряжаются быстрее, чем C3. В результате на транзисторе формируется обратные напряжения коллектор-эмиттер и база-эмиттер.

Расчет сводится к определению напряжения стабилизации стабилитрона, номинала резистора R1, мощности стабилитрона и транзистора.

[Напряжение стабилизации стабилитрона, В] = [Выходное напряжение, В] + [Напряжение насыщения база-эмиттер, В]

[Сопротивление резистора R1, Ом] = ([Минимально возможное входное напряжение, В] - [Выходное напряжение, В] - [Напряжение насыщения база-эмиттер, В]) / ([Минимальная сила тока стабилизации стабилитрона, А] + [Максимально возможный выходной ток, А] / ([Минимально возможный коэффициент передачи тока транзистора] - 1))

В расчете используется минимально возможный коэффициент, так как у транзисторов одного вида обычно довольно большой разброс значения этого параметра.

[Мощность транзистора, Вт] = ([Максимально возможное входное напряжение, В] - [Выходное напряжение, В]) * [Максимально возможный выходной ток, А]

[Мощность стабилитрона, Вт] = ([Максимально возможное входное напряжение, В] - [Напряжение стабилизации стабилитрона, В]) * [Напряжение стабилизации стабилитрона, В] / [Сопротивление резистора R1, Ом]

В качестве транзистора можно использовать составной транзистор по схеме Дарлингтона или Шиклаи.

Приведенная схема имеет естественное ограничение тока.

[Максимально возможный ток через транзистор, А] = ([Максимально возможное входное напряжение, В] - [Выходное напряжение, В] - [Напряжение насыщения база-эмиттер, В]) * [Максимально возможный коэффициент передачи тока транзистора] / [Сопротивление резистора R1, Ом]

Это ограничение достаточно для того, чтобы защитить схему от выгорания при замыкании на выходе, если на входе включен плавкий предохранитель. Однако длительно работать в аварийном режиме схема не может.

Основным недостатком данной схемы является то, что для нормальной работы схемы необходима довольно большая разница между входным и выходным напряжениям (несколько вольт).

Онлайн расчет


Выходное напряжение, В
Максимально возможный выходной ток, А
Минимально возможное входное напряжение, В
Максимально возможное входное напряжение, В
Напряжение насыщения база-эмиттер, В
Минимальная сила тока стабилизации стабилитрона, А
Минимально возможный коэффициент передачи тока транзистора
Максимально возможный коэффициент передачи тока транзистора
Напряжение стабилизации стабилитрона, В
5.6
Сопротивление резистора R1, Ом
222.75862068966
Мощность транзистора, Вт
1
Мощность стабилитрона, Вт
0.23630959752322
Максимально возможный ток через транзистор, А
3.3758513931889
 
Совет! Сохраните адрес этой страницы в избранном. Возможно, Вам понадобится повторить расчет.

Ознакомьтесь с порядком расчета отвода тепла от силовых элементов.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

 

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Еще статьи

Импульсный источник питания. Своими руками. Самодельный. Сделать. Лабо...
Схема импульсного блока питания. Расчет на разные напряжения и токи....

Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное. Принцип действия,...
Принцип действия, сборка и наладка преобразователя однофазного напряжения в трех...

Изготовление дросселя, катушки индуктивности своими руками, самому, са...
Расчет и изготовление катушки индуктивности, дросселя. Типовые электронные схемы...

Резонансный стабилизатор переменного напряжения, токовые клещи постоян...
Два примера применения магнитного усилителя - токовые клещи и стабилизатор напря...

Микроконтроллеры. Первые шаги. Выбор модулей. ...
С чего начать эксперименты с микро-контроллерами? Как выбрать, на каких модулях ...

Мы повторили (собрали, наладили, настроили) резонансный фильтр высших ...
Как собрать и наладить резонансный фильтр высших гармоник, чтобы на входе был ме...

Цветомузыка, цветомузыкальное оборудование своими руками. Схема ЦМУ, к...
Как самому сделать цвето-музыку. Оригинальная конструкция цвето-музыкальной сист...

Повышающий импульсный преобразователь напряжения, источник питания. Ко...
Как сконструировать повышающий импульсный преобразователь. Как выбрать частоту р...