LABORATORIUM ELEKTRONIKI

TEMAT: Omówić działanie kompensacyjnych stabilizatorów napięcia, wyjaśnić na przykładzie stabilizatora scalonego.

Schemat typowego kompensacyjnego stabilizatora napięcia został przedstawiony na rysunku1. W układzie stabilizatora napięcia można oszacować , na bazie ogólnej teorii sprzężenia zwrotnego , ze rezystancja wyjściowa powinna być β razy mniejsza niż w układzie bez sprzężenia , gzie β=R1/R2 jest wartością stosunku zwrotnego.

RYS.1

Układ regulacyjny sterowany jest ze wzmacniacza błędu , do wejść którego doprowadzono napięcie odniesienia (najczęściej z diody Zenera) oraz napięcie proporcjonalne do napięcia obciążenia. Układ regulacyjny (tranzystor) przeciwdziała zmianom napięcia na obciążeniu w sposób omówiony poprzednio.

Kompensacyjne stabilizatory napięcia są produkowane w postaci układów scalonych. Pierwszy etap integracji stabilizatorów polegał na zastąpieniu dyskretnych wzmacniaczy błędu przez scalone wzmacniacze operacyjne. Przykładem takiego stabilizatora jest układ z regulowanym napięciem wyjściowym przedstawiony na rysunku2.

Dioda Zenera z rezystancją R1 tworzy stabilizator napięcia odniesienia. Napięcie wyjściowe poprzez dzielnik R'' i R 'podawane na wyjście odwracające wzmacniacza błędu wynosi UoR''(R'=R''). Ze względu na duże wzmocnienie wzmacniacza rzędu 10^5 do10^6, napięcie na obu wejściach są praktycznie jednakowe (przy zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego). Niezależnie od przyczyny ,każda zmiana napięci wyjściowego tak oddziałuje, poprzez wzmacniacz błędu, na tranzystor regulacyjny T, aby spełniona była zależność :

Uo*R''/R'+R''≈Uz

Drugą grupę stanowią scalone stabilizatory hybrydowe, których reprezentantem jest stabilizator typu Helipot 801, układ grubowarstwowy o strukturze przedstawionej na rysunku 3.

Pierwsza część układu to wstępny stabilizator prądu z diodą DZ1 i tranzystoremT1 . Napięcie z dzielnika R8,R9 oraz napięcie odniesienia z diody DZ2 doprowadzone jest do wzmacniacza błędu (tranzystor T5) , którego wyjście oddziałuje na element regulacyjny zbudowany z tranzystorów T2,T3,T4. Wzmacniacz błędu cechuje bardzo duże wzmocnienie napięciowe ze względu na dużą rezystancję dynamiczną w kolektorze T5.

Ostatnio produkowane stabilizatory scalone są układami monolitycznymi. Duża liczba elementów aktywnych wpływa na bardzo dobre parametry stabilizacji oraz dużą sprawność wynikającą z minimalnej wartości napięcia między wejściem a wyjściem (rzędu 2V). Układ ma wewnętrzne zabezpieczenia przed przeciążeniem i zwarciem ( w tym również zabezpieczenie termiczne) oraz szeroki zakres stabilizowanych napięć(2-30V).

---