VÝUKOVÝ MATERIÁL Identifikační údaje školy
Vyšší odborná škola a Střední škola, Varnsdorf, příspěvková organizace Bratislavská 2166, 407 47 Varnsdorf, IČO: 18383874
Číslo projektu
CZ.1.07/1.5.00/34.1076
Název projektu
Pro vzdělanější Šluknovsko
Číslo a název šablony
32 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Autor
0210 Bc. David Pietschmann.
Tematická oblast
Elektronika – napájecí zdroje
Číslo a název materiálu
VY_32_INOVACE_0210_0110 Stabilizátory napětí
Anotace
Zdroje stabilních napětí – referenční zdroje a jejich principy, modifikace
Vytvořeno
4. 1. 2012
Určeno pro
Obor Elektrotechnika, 3. ročník
Přílohy
Lineární zdroje F1: vstupní filtr, U1,2: usměrňovače, ST: stabilizátor, F3: výstupní filtr.
TR: transformátor, F2,4: filtr usměrněného napětí, R: regulátor,
Stabilizátory • obvod umožňující stabilizaci výstupního napětí (regulaci na
konstantní hodnotu) při měnících se podmínkách • výstupní proud (odebírán zátěží) • vstupní napětí (zpravidla síťové) • okolní teplota • vlivy elektromagnetického pole • vlivy stárnutí součástek
Stabilizátory • Parametrické stabilizátory • používají rozdíl mezi statickým a dynamickým odporem součástek v daném pracovním bodě • stabilizátory napětí (dynamický menší než statický) • dioda v propustném směru, Zenerova dioda
• stabilizátory proudu (statický menší než dynamický) • výstupní charakteristika tranzistoru za kolenem
Stabilizátory s diodou
• při chodu naprázdno nesmíme diodu přetížit • proud diodou nesmí klesnout ke kolenu VA charakteristiky
Stabilizátory s diodou
• činitel stabilizace výstupního proudu odpovídá
dynamickému odporu diody • ideálně: 0
Stabilizátory s diodou
• činitel stabilizace výstupního napětí dán poměrem
dynamického odporu diody a odporu srážecího rezistoru (ideálně: 0)
Stabilizátory s diodou • při optimální stabilizaci nulová účinnost
• při dobré účinnosti (50%) minimální stabilizace • zapojení snižuje obsah střídavé složky • pro vyšší napětí až 3 diody v sérii
• prahové napětí Si diod klesá s rostoucí teplotou • o 2 mV/°C
Stabilizátory se Zenerovou diodou
• teplotní koeficient • kladný: lavinový jev, nad 6V • lze kompenzovat Si diodou v sérii
• nulový: jevy vyváženy, kolem 6V • záporný: Zenerův jev, pod 6V
Stabilizátory se Zenerovou diodou
• činitel stabilizace napětí a proudu dán stejně jako v případě
Si diody • kritéria pro volbu typu diody: • Zenerovo napětí, max. proud, max. ztráty
Stabilizátory se Zenerovou diodou
• pro malá výstupní napětí • diferenční provedení (menší teplotní závislost)
Stabilizátory se Zenerovou diodou
Kaskádní stabilizátor • dosahuje vyšších hodnot činitele napěťové stabilizace
(součin obou dílčích činitelů) • činitel proudové stabilizace dán výstupním stabilizátorem • Zenerova napětí: pro ZD1 větší, než pro ZD2 • malá teplotní stabilita
Stabilizátory se Zenerovou diodou
Oboustranný stabilizátor • výstupní napětí dáno součtem prahového a Zenerova napětí • po otevření přechodů diod mění sinusové napětí na
přibližně lichoběžníkové • paralelní kombinace ZD nemá smysl!
Stabilizátory se Zenerovou diodou
• Stabilizátor se symetrickým výstupem • symetrické napětí podmíněno stejnými ZD • při volbě různých ZD lze vytvořit nesymetrický zdroj • typicky pro napájení OZ • plovoucí vstup
Zvětšení odebíraného proudu • proud ZD použijeme jako řídicí pro BT
• výstupní napětí součtem napětí ZD a BE • Volba PB • za koleno VA charakteristiky ZD • za koleno vstupní charakteristiky BT • výstupní proud • max. proud kolektorem • max. ztráty
Zvětšení odebíraného proudu • proud ZD použitý jako řídicí pro BT nemusí stačit pro
výkonové BT • bázový proud zvětšíme paralelním rezistorem • proud rezistorem nastavujeme do středu ploché části vstupní charakteristiky BT • teplotní stabilita jako ZD+D
Dotazy? Diskuse
Poznámky:
Děkuji za pozornost. Kontakt: Bc. David Pietschmann
[email protected] 412 315 047
Zdroje (1) Krejčiřík, A.: Napájecí zdroje I. Základní zapojení
analogových a spínaných napájecích zdrojů, BEN – technická literatura, Praha 1997, ISBN 80-8605602-3
Metodika • V úvodu hodiny • opakování (ústní, případně písemné) • Bloková schémata • Lineární zdroje • Transformátor • Usměrňovače(+ filtrační kapacity) • Zdvojovače a násobiče
• motivace
• • • •
Výklad doprovázený prezentací Provedení zápisu Závěrečné opakování V další výuce: simulace stabilizačních obvodů, návrh
