Стабилизатор напряжения

Стабилизатором напряжения называют преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на входе напряжение, находящееся в заданных больших колебаниях входного напряжения и сопротивления нагрузки. По типу выходного напряжения стабилизаторы делятся на стабилизаторы постоянного тока и переменного тока. Как правило, тип питания такой же, как и выходное напряжение, хотя возможны и исключения.

Рассмотрим стабилизатор постоянного тока – линейный стабилизатор (рис. 6.19). Он представляет собой делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах. При большом отношении величин входного/выходного напряжений линейный стабилизатор имеет низкий КПД, так как большая часть мощности P_расс = (U_in - U_out) * I_t рассеивается в виде тепла на регулирующем элементе. Поэтому регулирующий элемент должен иметь возможность рассеивать достаточную мощность, т. е. должен быть установлен на радиатор нужной площади. Преимущество линейного стабилизатора — простота, отсутствие помех и небольшое количество используемых деталей.

Рис. 6.19. Микросхема линейного стабилизатора КР1170ЕН8

В зависимости от расположения элемента с изменяемым сопротивлением линейные стабилизаторы делятся на два типа:

· Последовательный: регулирующий элемент включен последовательно с нагрузкой.

· Параллельный: регулирующий элемент включен параллельно нагрузке.

В зависимости от способа стабилизации:

· Параметрический: в таком стабилизаторе используется участок ВАХ прибора, имеющий большую крутизну.

· Компенсационный: имеет обратную связь. В нём напряжение на выходе стабилизатора сравнивается с эталонным, из разницы между ними формируется управляющий сигнал для регулирующего элемента.

На рис. 6. 20 представлены модели: а) параллельного параметрического стабилизатора на стабилитроне; б) последовательного компенсационного стабилизатора на ОУ.

Рис. 6. 20. а) Модель параллельного параметрического стабилизатора на стабилитроне

Рис. 6. 20. б) Модель последовательного компенсационного стабилизатора на ОУ

Стабилизатор можно построить и с помощью интегральной схемы (показан на рисунке), например, LM7812CT – линейного регулятора напряжения. Модель изображена на рис. 6. 21.

Рис. 6.21. Модель стабилизатора на интегральной микросхеме