WYDZIAŁ

ELEKTRYCZNY

Jakub Dawidziuk

POLITECHNIKA

BIAŁOSTOCKA

Temat i plan wykładu

Stabilizatory ciągłe

1. Wprowadzenie

2. Podstawowe parametry i układy pracy

3. Stabilizatory parametryczne

4. Stabilizatory napięcia

5. Stabilizatory prądu

6. Podsumowanie

ELEKTRONIKIA – Jakub Dawidziuk

czwartek, 10 grudnia 2015

Zasada stabilizacji napięcia i prądu

Przebiegi
napi

ęć

na

wyj

ś

ciach

elementów
prostownika

Elementy prostownika

Parametry stabilizatorów napięcia i prądu

Prosty stabilizator kompensacyjny

szeregowy

Stabilizator kompensacyjny

Stabilizatory trójkońcówkowe napięcia

dodatniego 78XX

Stabilizator

trójkońcówkowy

serii 78XX

Regulacja napięcia wyjściowego (7-30) V

Układ zabezpieczenia prądowego

przy zwarciu

P

d

=I

0max

(E-U)

P

d

=I

0max

(E-U)

Stabilizatory trójkońcówkowe napięcia

ujemnego 79XX

Podstawowe parametry serii 78/79

Przykłady obudów stabilizatorów

Stabilizatory nastawne napięcia

dodatniego serii317

PODSTAWY ELEKTRONIKI – Jakub Dawidziuk

czwartek, 10 grudnia 2015

Stabilizatory nastawne napięcia

ujemnego serii 337

PODSTAWY ELEKTRONIKI – Jakub Dawidziuk

czwartek, 10 grudnia 2015

Stabilizatory o nastawnym napięciu i

prądzie maksymalnym np. L200

Stabilizatory LDO (Low Drop Out)

Stabilizatory dwunapięciowe

Stabilizatory prądu

ELEKTRONIKA – Jakub Dawidziuk

czwartek, 10 grudnia 2015

Stabilizatory prądu

Zalety i wady stabilizatorów ciągłych

o ustalonym napięciu wyjściowym

Zalety:

proste układy aplikacyjne (3 wyprowadzenia),

ustalony zakres napięć wyjściowych.

Wady:

niska sprawność,

konieczność stosowania radiatorów,

niezbyt wysoki współczynnik stabilizacji napięcia,

ustalone napięcie wyjściowe,

są podatne na wzbudzanie.

Wobec pog

ł

ę

biającego się deficytu energii powstaje konieczność

oszczędnego gospodarowania nią, zw

ł

aszcza najszlachetniejszym

jej rodzajem – energią elektryczną. Urządzenia elektroniczne
muszą być zasilane stabilizowanymi napięciami sta

ł

ymi. Dobrym

rozwiązaniem, szczególnie przy dużych mocach wyjściowych, są
stabilizatory impulsowe. Wysoka sprawność, stabilne napięcie
wyjściowe, niezależne od napięcia zasilającego i temperatury
otoczenia sprawiają, że są niemal idealnym źród

ł

em prądu sta

ł

ego.

Może on być częścią większego urządzenia elektronicznego, ale
zazwyczaj jest oddzielnym modu

ł

em, wykonanym jako uk

ł

ad

scalony. Najczęstsze zastosowania to zasilacze sprzętu
komputerowego, elektroniki użytkowej, sprzętu
telekomunikacyjnego i medycznego, aparatury pok

ł

adowej

samolotów oraz sprzętu kosmicznego.

Stabilizatory impulsowe

Stabilizator ciągły=liniowy i impulsowy

Sprawność stabilizatora szeregowego

wy

wy

diss

wy

wy

we

wy

wy

we

diss

we

róż

we

wy

we

we

wy

wy

we

wy

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

V

V

V

V

V

U

V

U

np

U

U

I

U

I

U

P

P

=













−

=













−

η

=















−

=

−

=

=

=

η

=

=

η

=

=

=

=

=

η

1

5

,

0

1

1

1

1

41

,

0

12

5

71

,

0

7

5

7

2

7805

.

Sprawność
maleje wraz ze
wzrostem U

we

(

)

9

,

0

10

1

1

1

=

−

=

−

=

η

−

=

−

=

=

η

V

V

U

U

U

U

U

I

U

I

U

U

P

P

we

CEsat

we

CEsat

we

wy

we

wy

CEsat

we

we

wy

Sprawność stabilizatora impulsowego

Sprawność wzrasta wraz ze wzrostem U

we

(

)

off

on

S

wy

we

S

off

wy

we

off

on

wy

we

on

t

t

f

I

U

P

t

I

U

W

t

I

U

W

+

≡

=

=

2

2

Stabilizatory impulsowe

Zasilacz

impulsowy

Napi

ę

cie

stałe E

A

Napi

ę

cie

stałe U

0

R

0

zasilany z akumulatora (baterii)

Prostownik

sieciowy

Sie

ć

energetyczna

(np. 230V, 50 Hz

Napi

ę

cie

stałe U

0

Zasilacz

impulsowy

zasilany z sieci energetycznej

R

0

Podstawowe rodzaje przekształtników

Przekształtniki (regulatory) prądu stałego DC/DC

(DC/DC converters)

• przekształtnik obniżający napięcie

(down converter, buck converter, buck regulator),

• przekształtnik podwyższający napięcie

(step-up converter, boost converter, boost regulator),

• przekształtnik odwracający napięcie

(inverting converter, inverting regulator).

Przekształtniki o wyjściu nieoddzielonym galwanicznie od

wejścia ( przetwornice dławikowe)

obniżający napięcie

C

L

R

L

U

WY

U

WE

I

WE

I

L

U

S

C

D

R

L

U

WY

U

WE

I

L

I

D

U

S

L

podwyższający napięcie

C

L

R

L

U

WY

U

WE

I

C

I

L

U

S

T

odwracający napięcie

Wartość średnia przebiegu impulsowego

Kształtowanie napięcia wyjściowego poprzez
modulację szerokości impulsu

Przekszta

ł

tnik obni

ż

aj

ą

cy napi

ę

cie

(ang. - Buck or Step-Down Converter)

DT

L

U

U

t

L

U

U

i

o

o

L

−

=

−

=

1

D

⋅

=

we

wy

U

U

1

we

wy

U

U

i

o

U

wy

Przekształtnik obni

ż

aj

ą

cy napi

ę

cie - przebiegi

napi

ęć

i pr

ą

dów

Przekształtnik obniżający napięcie

Parametry techniczne:

• cz

ę

stotliwo

ść

ł

ą

czeniowa = 250kHz

• zakres napi

ę

cia wej

ś

ciowego =

12V±10%

• max pulsacje pr

ą

du = 220mA

• napi

ę

cie wyj

ś

ciowe = 5.0V

Krok 1. Oblicz współ. wypełnienia

• Vo = napi

ę

cie wyj

ś

ciowe

• Vi = max napi

ę

cie wej

ś

ciowe

• D = Vo / Vi

• D = 5/13.2 = 0.379

Krok 2. Oblicz napi

ę

cie na cewce

• V1 = Vi-Vo (tranzystor on)

• V1 = 13.2 - 5 = 8.2V

• V1 = -Vo (tranzystor off)

• V1 = - Vo = - 5V

Krok 3. Oblicz indukcyjno

ść

• L = Vl.dt/di

• L = (8.2 x 0.379/250 x 103)/0.22

• L = 56

µ

H

Podstawowy przekształtnik podwy

ż

szaj

ą

cy

Przekształtnik obniżający i

podwyższający na MC34063