Регулируемый стабилитрон своими руками

Обновлено: 07.07.2024

Как известно, ни одно электронное устройство не работает без подходящего источника питания. В самом простейшем случае, в качестве источника питания может выступать обычный трансформатор и диодный мост (выпрямитель) со сглаживающим конденсатором. Однако, не всегда под рукой есть трансформатор на нужное напряжение. Да и тем более, такой источник питания нельзя назвать стабилизированным, ведь напряжение на его выходе будет зависеть от напряжения в сети.
Вариант решения этих двух проблем – использовать готовые стабилизаторы, например, 78L05, 78L12. Они удобны в использовании, но опять-таки не всегда есть под рукой. Ещё один вариант – использовать параметрический стабилизатор на стабилитроне и транзисторе. Его схема показана ниже.

Схема стабилизатора


VD1-VD4 на этой схеме – обычный диодный мост, преобразующий переменное напряжение с трансформатора в постоянное. Конденсатор С1 сглаживает пульсации напряжения, превращая напряжение из пульсирующего в постоянное. Параллельно этому конденсатору стоит поставить плёночный или керамический конденсатор небольшой ёмкости для фильтрации высокочастотных пульсаций, т.к. при большой частоте электролитический конденсатор плохо справляется со своей задачей. Электролитические конденсаторы С2 и С3 в этой схеме стоят с этой же целью – сглаживание любых пульсаций. Цепочка R1 – VD5 служит для формирования стабилизированного напряжения, резистор R1 в ней задаёт ток стабилизации стабилитрона. Резистор R2 нагрузочный. Транзистор в этой схеме гасит на себе всю разницу входного и выходного напряжения, поэтому на нём рассеивается приличное количество тепла. Данная схема не предназначена для подключения мощной нагрузки, но, тем не менее, транзистор стоит прикрутить к радиатору с использованием теплопроводящей пасты.
Напряжение на выходе схемы зависит от выбора стабилитрона и значения резисторов. Ниже показана таблица, в которой указаны номиналы элементов для получения на выходе 5, 6, 9, 12, 15 вольт.


Вместо транзистора КТ829А можно использовать импортные аналоги, например, TIP41 или BDX53. Диодный мост допустимо ставить любой, подходящий по току и напряжению. Кроме того, можно собрать его из отдельных диодов. Таким образом, при использовании минимума деталей получается работоспособный стабилизатор напряжения, от которого можно питать другие электронные устройства, потребляющие небольшой ток.

Индикаторы и сигнализаторы на регулируемом стабилитроне TL431

Индикаторы и сигнализаторы на регулируемом стабилитроне TL431

Интегральный стабилизатор TL431 применяется в основном в блоках питания. Однако, для него можно найти еще немало применений. Некоторые из таких схем приведены в этой статье.

Сначала немного истории

Уж так повелось, что всем электронщикам известны магические числа 431, 494. Что это такое?

Компания TEXAS INSTRUMENTS стояла у самых истоков полупроводниковой эры. Все это время она находится на первых местах в списке мировых лидеров в производстве электронных компонентов, прочно удерживаясь в первой десятке или, как чаще говорят, в мировом рейтинге TOP-10. Первая интегральная микросхема была создана еще в 1958 году сотрудником этой компании Джеком Килби.

Сейчас компания TI выпускает широкий ассортимент микросхем, название которых начинается с префиксов TL и SN. Это соответственно аналоговые и логические (цифровые) микросхемы, которые навсегда вошли в историю компании TI и до сих пор находят широчайшее применение.

Но за счет подобного усложнения микросхема обладает более высокой термостабильностью и повышенной крутизной характеристики. Главная же ее особенность в том, что при помощи внешнего делителя напряжение стабилизации можно изменять в пределах 2,5…30 В. У последних моделей нижний порог составляет 1,25 В.

TL431 была создана сотрудником компании TI Барни Холландом в начале семидесятых годов. Тогда он занимался копированием микросхемы стабилизатора другой компании. У нас бы сказали сдирания, а не копирования. Так вот Барни Холланд позаимствовал из оригинальной микросхемы источник опорного напряжения, а уже на его основе создал отдельную микросхему-стабилизатор. Сначала она называлась TL430, а после некоторых усовершенствований получила название TL431.

С тех пор прошло немало времени, а нет сейчас ни одного компьютерного блока питания, где бы она не нашла применения. Она также находит применение практически во всех маломощных импульсных источниках питания. Один из таких источников теперь есть в каждом доме, - это зарядное устройство для сотовых телефонов. Такому долгожительству можно только позавидовать. На рисунке 1 показана функциональная схема TL431.

Функциональная схема TL431

Рисунок 1. Функциональная схема TL431.

А теперь перейдем к рассмотрению различных конструкций на базе микросхемы TL431.

Индикаторы и сигнализаторы

Микросхема TL431 может применяться не только по своему прямому назначению как стабилитрон в блоках питания. На ее основе возможно создание различных световых индикаторов и даже звуковых сигнализаторов. С помощью подобных устройств можно отслеживать много различных параметров.

В первую очередь это просто электрическое напряжение. Если же какую либо физическую величину с помощью датчиков представить в виде напряжения, то можно сделать устройство, контролирующее, например, уровень воды в емкости, температуру и влажность, освещенность или давление жидкости или газа.

Сигнализатор превышения напряжения

Работа такого сигнализатора основана на том, что при напряжении на управляющем электроде стабилитрона DA1 (вывод 1) менее 2,5 В стабилитрон закрыт, через него протекает лишь небольшой ток, как правило, не более 0,3…0,4 мА. Но этого тока достаточно для очень слабого свечения светодиода HL1. Чтобы этого явления не наблюдалось, достаточно параллельно светодиоду подключить резистор сопротивлением примерно 2…3 КОм. Схема сигнализатора превышения напряжения показана на рисунке 2.

Сигнализатор превышения напряжения

Рисунок 2. Сигнализатор превышения напряжения.

Если же напряжение на управляющем электроде превысит 2,5 В, стабилитрон откроется и засветится светодиод HL1. необходимое ограничение тока через стабилитрон DA1 и светодиод HL1 обеспечивает резистор R3. Максимальный ток стабилитрона составляет 100 мА, в то время как тот же параметр у светодиода HL1 всего 20 мА. Именно из этого условия и рассчитывается сопротивление резистора R3. более точно это сопротивление можно рассчитать по нижеприведенной формуле.

R3 = (Uпит – Uhl - Uda)/Ihl. Здесь использованы следующие обозначения: Uпит – напряжение питания, Uhl – прямое падение напряжения на светодиоде, Uda напряжение на открытой микросхеме (обычно 2В), Ihl ток светодиода (задается в пределах 5…15 мА). Также не следует забывать о том, что максимальное напряжение для стабилитрона TL431 всего 36 В. Этот параметр также превышать нельзя.

Уровень срабатывания сигнализатора

Напряжение на управляющем электроде, при котором загорается светодиод HL1 (Uз) задается делителем R1, R2. параметры делителя рассчитываются по формуле:

R2 = 2,5*R1/(Uз – 2,5). Для более точной настройки порога срабатывания можно вместо резистора R2 установить подстроечный, номиналом раза в полтора больше, чем получилось по расчету. После того, как настойка произведена, его можно заменить постоянным резистором, сопротивление которого равно сопротивлению введенной части подстроечного.

Иногда требуется контролировать несколько уровней напряжения. В этом случае потребуются три таких сигнализатора, каждый из которых настроен на свое напряжение. Таким образом возможно создание целой линейки индикаторов, линейной шкалы.

Для питания цепи индикации, состоящей из светодиода HL1 и резистора R3, можно применить отдельный источник питания, даже нестабилизированный. В этом случае контролируемое напряжение подается на верхний по схеме вывод резистора R1, который следует отключить от резистора R3. При таком включении контролируемое напряжение может находиться в пределах от трех, до нескольких десятков вольт.

Индикатор пониженного напряжения

Индикатор пониженного напряжения

Рисунок 3. Индикатор пониженного напряжения.

Отличие этой схемы от предыдущей в том, что светодиод включен по-другому. Такое включение называется инверсным, поскольку светодиод зажигается в том случае, когда микросхема закрыта. В случае, если контролируемое напряжение превышает порог установленный делителем R1, R2 микросхема открыта, и ток протекает через резистор R3 и выводы 3 – 2 (катод – анод) микросхемы.

На микросхеме в этом случае присутствует падение напряжения 2 В, которого не достаточно для зажигания светодиода. Чтобы светодиод гарантированно не зажегся, последовательно с ним установлены два диода. Некоторые типы светодиодов, например синие, белые и некоторые типы зеленых, зажигаются, когда напряжение на них превышает 2,2 В. В этом случае вместо диодов VD1, VD2 устанавливаются перемычки из проволоки.

Когда контролируемое напряжение станет меньше установленного делителем R1, R2 микросхема закроется, напряжение на ее выходе будет намного больше 2 В, поэтому светодиод HL1 зажжется.

Если требуется контролировать только изменение напряжения индикатор можно собрать по схеме, представленной на рисунке 4.

alt

Рисунок 4. Индикатор изменения напряжения.

В этом индикаторе применен двухцветный светодиод HL1. Если контролируемое напряжение превышает пороговое значение, светится красный светодиод, а если напряжение понижено, то горит зеленый.

В случае, когда напряжение находится вблизи заданного порога (примерно 0,05…0,1 В) погашены оба индикатора, так как передаточная характеристика стабилитрона имеет вполне определенную крутизну.

Если требуется следить за изменением какой-либо физической величины, то резистор R2 можно заменить датчиком, изменяющим сопротивление под действием окружающей среды. Подобное устройство показано на рисунке 5.

Схема контроля параметров окружающей среды

Рисунок 5. Схема контроля параметров окружающей среды.

Условно на одной схеме показано сразу несколько датчиков. Если это будет фототранзистор, то получится фотореле. Пока освещенность большая, фототранзистор открыт, и его сопротивление невелико. Поэтому напряжение на управляющем выводе DA1 меньше порогового, вследствие этого светодиод не светит.

По мере снижения освещенности сопротивление фототранзистора увеличивается, что приводит к возрастанию напряжения на управляющем выводе DA1. Когда это напряжение превысит пороговое (2,5 В), стабилитрон открывается и зажигается светодиод.

Если вместо фототранзистора к входу устройства подключить терморезистор, например серии ММТ, получится индикатор температуры: при понижении температуры светодиод будет загораться.

Эту же схему можно применить в качестве датчика влажности, например, земли. Для этого вместо терморезистора или фототранзистора следует подключить электроды из нержавеющей стали, которые на некотором расстоянии друг от друга воткнуть в землю. При высыхании земли до уровня, определенного при настройке, светодиод зажжется.

Порог срабатывания устройства во всех случаях устанавливается с помощью переменного резистора R1.

Кроме перечисленных световых индикаторах на микросхеме TL431 возможно собрать и звуковой индикатор. Схема такого индикатора показана на рисунке 6.

Звуковой индикатор уровня жидкост

Рисунок 6. Звуковой индикатор уровня жидкости.

Для контроля уровня жидкости, например воды в ванне, к схеме подключается датчик из двух нержавеющих пластин, которые расположены на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга.

Когда вода достигнет датчика, его сопротивление уменьшается, а микросхема через резисторы R1 R2 входит в линейный режим. Поэтому возникает автогенерация на резонансной частоте пьезокерамического излучателя НА1, на которой и зазвучит звуковой сигнал.

В качестве излучателя можно применить излучатель ЗП-3. питание устройства от напряжения 5…12 В. Это позволяет питать его даже от гальванических батарей, что делает возможным использование его в разных местах, в том числе и в ванной.

Основная область применения микросхемы TL434, конечно же блоки питания. Но, как видим, только этим возможности микросхемы не ограничиваются.

Микросхема NE566 представляет собой генератор импульсов треугольной и прямоугольной формы.

При её отсутствии можно собрать функциональный аналог на ОУ, хотя и с несколько отличающимися параметрами (в скобках значения для прототипа):

  • Напряжение питания, В: 10..30 (26)
  • Частотный диапазон, кГц: 15..70 (1000)
  • Потребляемый ток, мА: 10..15 (12,5)
  • Амплитуда выходного сигнала, В: 5 (1,2 — треуг., 2,7 — прямоуг.)
  • Выходное сопротивление, Ом: 600 (50)

схема функционального аналога NE566

в скобках указаны номера выводов прототипа

В аналоге можно использовать практические любые ОУ, конденсатор С1 должен иметь низкий ТКЕ и малый ток утечки (например, слюдяной КСО, пленочные К73-17, К73-9), конденсаторы С2, С3 — керамические или слюдяные, резисторы R2-R9 — типа МЛТ, R1 — СП3-38а. Частоту на выходе можно плавно менять резистором R1 и грубо конденсатором С1. Если в диапазоне частот амплитуда на выходе будет меняться, то следует подобрать сопротивление R7.

Аналог переменного резистора с логарифмической и показательной зависимостью сопротивления

схема Аналога переменного резистора с логарифмической и показательной зависимостью сопротивления

а) логарифмическая, б) показательная зависимость сопротивления

Радиолюбитель, №4, 1995, с.21

Аналог стабилитрона на NE555

На таймере NE555 (КР144ВИ1) включенном в линейном режиме можно собрать аналог стабилитрона, в том числе мощного, с током стабилизации до 1 А.

Аналог стабилитрона на NE555

Рис.1

Напряжение стабилизации можно устанавливать в диапазоне 2..16,5В подборкой стабилитрона VD1 (Резистор R2 можно не устанавливать). При наличии резистора R2, подключенного, как показано на схеме, его подбором можно увеличивать напряжение стабилизации, а если его правый по схеме вывод подключить к выводу 8 микросхемы, то уменьшать напряжение стабилизации. Ток стабилизации такого аналога лежит в диапазоне от 0,8 мА до почти 100 мА (необходимо учитывать максимальную рассеиваемую мощность — 200 мВт). Так для приведенной схемы с напряжением стабилизации 9 В максимальный ток стабилизации составит 200/9 = 22 мА. Ток стабилизации можно увеличить если собрать аналог по схеме .приведенный ниже:

схема аналога мощного стабилитрона

В аналогах следует применять стабилитроны способные работать при токе 0,25 мА.

Источник: К. Гаврилов Применение микросхемы КР1441ВИ1. — Радио, 2011, №6, с.34-36

Аналог однопереходного транзистора

При отсутствии однопереходного транзистора типа КТ117, его можно заменить аналогом из двух биполярных транзисторов, подключенных по следующей схеме:

Аналог мощного стабилитрона

аналог мощного стабилитрона

На рисунке 1 показана схема стабилитрона с током стабилизации до 2-х А. Для снижения пульсаций выходного напряжения можно устанавливать конденсатор С1 емкостью 100-500 мкФ. Сопротивление и мощность требуется рассчитать под конкретные условия.

Регулируемый аналог стабилитрона

регулируемый аналог стабилитрона

Схема позволяет установить напряжение стабилизации 3..20 В. При настройке устройство подключают к источнику напряжения 20-30 В через балансный резистор сопротивлением 5..10 кОм и резистором R1 устанавливают необходимое напряжение стабилизации..

Аналог динистора

Динистор можно заменить аналогом изображенным ниже на схеме. Напряжение стабилизации стабилитрона (или стабилитронов соединенных последовательно) должно быть 120-150В.

аналог высоковольтного динистора

Ниже приведено ещё две схемы аналогом динисторов.

аналог динистора

Напряжение срабатывания верхней схемы можно рассчитать по формуле: Uср. = Uс.с.+ Uу.э., где Uс.с. — напряжение стабилизации стабилитрона, Uу.э. — напряжение падения на управляющем переходе тринистора.

Ниже изображен аналог динистора с регулируемым напряжением срабатывания (справа приведены ВАХ в зависимости от сопротивления R1 для аналога на деталях, приведенных на схеме). Напряжение срабатывания в общем случае можно расчитать по формуле: Uср. = Uс.с.+Uу.э.+Iвкл.у.э.*R1, где Iвкл.у.э. — ток включения по управляющему электроду.

Ниже изображен аналог симметричного динистора на транзисторах на напряжение срабатывания примерно 32В (Радио, 6/98 с.61):

Ниже изображен аналог симметричного динистора на транзисторах

Аналог КТ825Д

КТ825Д составной мощный транзистор со следующими характеристиками:

  • Структура p-n-p
  • Максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-база 60 В
  • Максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-эмиттер 60 В
  • Максимально допустимый постоянный (импульсный) ток коллектора 20 (30) А
  • Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора с теплоотводом 125 Вт
  • Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером 750-18000
  • Обратный ток коллектора 4 МГц
  • Коэффициент шума биполярного транзистора
    • КТ825Д

    Данный транзистор можно заменить иностранным аналогом: BDх62, BDх64, BDх66, BDх88, BDх88A, MJ2500, MJ4030, 2N6050, 2N6285

    А также можно собрать из двух транзисторов КТ814 и КТ818 по следующей схеме:

    аналог КТ825

    Транзисторы необходимо подобрать с учётом прикладываемого напряжения К-Э, вместо защитного диода Д242 можно использовать любой мощный выпрямительный диод — подобрать по току не менее 5 А и обратному напряжению не менее рабочего, например, SB560.

    Основные электрические параметры транзисторов КТ814

    Цоколёвка транзисторов КТ814 и КТ818

    Цоколёвка транзисторов КТ814 и КТ818

    Аналог высоковольтного стабилитрона

    При отсутствии стабилитронов КС620А, КС630А, КС650А, КС680А можно использовать их аналог, собранный по изображенной на рисунке схеме Устройство полностью эквивалентно стабилитронам указанной серии и может быть применено без каких-либо доработок. Его напряжение стабилизации — 120…180 В (зависит от экземпляра диода VD1), значения минимального и максимального токов стабилизации — соответственно 0,1 и 20 мА, дифференциальное сопротивление — 500…550 Ом. В качестве источника стабильного тока в устройстве следует использовать диоды Д219А, Д220, Д220А, обладающие низким дифференциальным сопротивлением при обратном напряжении 120…180 В и обратном токе 0,1…10 мА. Транзистор VT1 — усилитель тока стабилизации, он снижает дифференциальное сопротивление. При токе стабилизации более 6 мА его необходимо снабдить теплоотводом. Можно использовать транзистор КТ604Б (2N3742, 2N4926, BD115, BF258, BF259, BF337, 2SC2611) или любой другой с соответствующими допустимым напряжением между коллектором и эмиттером и рассеиваемой мощностью. Требуемое напряжение стабилизации устанавливают подборкой диода VD1.

    Аналог стабилитрона

    Аналог стабилитрона на TL431

    TL431 — фактически представляет собой высокоточный регулируемый стабилитрон с возможностью стабилизации напряжения от 2,5 до 40В.

    Аналог стабилитрона на TL431

    Штатная схема включения из описания приведена ниже, ток стабилизации может достигать 150мА:

    аналог стабилитрона на TL431

    Vref — напряжение между анодом и управляющим электродом TL-ки.

    Если нужен больший ток стабилизации, то можно воспользоваться следующей схемой:

    аналог стабилитрона на TL431

    В данном решении ток стабилизации будет определяться допустимым током коллектора транзистора и его рассеивающей мощностью.

    Цоколевка TL431

    Аналог стабилитрона на транзисторах

    Аналог стабилитрона

    Рис.1

    Аналог низковольтного стабилитрона с напряжением стабилизации в диапазоне 5..6 В (за счет подбора транзистора) можно собрать по схеме, изображённой на рисунке 1а). При необходимости получения большего напряжение стабилизации, это можно сделать за счет добавления диодов (рис.1б) или еще одного каскада на транзисторе (рис.1в).

    Диапазон стабилизируемых токов соответствует стабилитронам с максимальной рассеиваемой мощностью 400мВт.

    Также, аналог низковольтного стабилитрона (3…5В) можно собрать на полевом транзисторе, включенным по следующей схеме (Радио, 2013, №1, 53-54):

    Рис.2

    Резистор R1 рассчитывается также как и параметрическом стабилизаторе, а напряжение на выходе зависит от тока стока полевого транзистора, так для 2N7000 для тока 10 мА напряжение стабилизации составляет 2,15В, для 1 мА — 1,9 В, а для 0,1 мА — 1,5В (определяется экспериментально для каждого транзистора по вольт-амперной характеристике).

    вольт-амперная характеристика полевого транзистора 2N7000

    Рис.3

    Среднее дифференциальное сопротивление в зависимости от R1 = 200 кОм составляет 2 кОм, для R1 = 10 кОм — 130 Ом, для R1 = 680 Ом — 8,5 Ом (красные линии на графике ниже).


    Рис.4 Графики зависимости выходного напряжения от входного.

    Если дифференциальное сопротивление необходимо уменьшить, то это можно сделать используя следующую схему включения полевого транзистора:

    аналог стабилитрона на полевом транзисторе с низким дифференциальным сопротивлением

    Рис.5

    R2 выбирают сопротивлением примерно в 10 раз ниже чем у R1. Причем зависимость выходного напряжения от входного становится менее ощутима (синие линии на графике выше).

    Увеличить выходное напряжение можно собрав аналог стабилитрона по следующей схеме:

    схема аналога стабилитрона для малых напряжений

    Рис.6

    Выходное напряжение примерно будет равно: Uвых~Uст(R1+R2)/R1, где Uст — напряжение стабилизации по схеме на рис.2. Зависимость выходного напряжения от входного для такой схеме показана на рис.4 зеленой линией.

    Чаще всего радиотехнические устройства для своего функционирования нуждаются в стабильном напряжении, не зависящем от изменений сетевого питания и от тока нагрузки. Для решения этих задач используются компенсационные и параметрические устройства стабилизации.

    Параметрический стабилизатор

    Его принцип работы заключается в свойствах полупроводниковых приборов. Вольтамперная характеристика полупроводника – стабилитрона показана на графике.

    Схема стабилизатора напряжения

    Во время включения стабилитрона свойства подобны характеристике простого диода на основе кремния. Если стабилитрон включить в обратном направлении, то электрический ток сначала будет расти медленно, но при достижении некоторой величины напряжения наступает пробой. Это режим, когда малый прирост напряжения создает большой ток стабилитрона. Пробойное напряжение называют напряжением стабилизации. Во избежание выхода из строя стабилитрона, течение тока ограничивают сопротивлением. При колебании тока стабилитрона от наименьшего до наибольшего значения, напряжение не изменяется.

    Схема стабилизатора напряжения

    На схеме показан делитель напряжения, который состоит из балластного сопротивления и стабилитрона. К нему параллельно подключена нагрузка. Во время изменения величины питания меняется и ток резистора. Стабилитрон берет изменения на себя: меняется ток, а напряжение остается постоянным. При изменении резистора нагрузки ток изменится, а напряжение останется постоянным.

    Компенсационный стабилизатор

    Прибор, рассмотренный ранее очень простой по конструкции, но дает возможность подключать питание прибора с током, который не превышает наибольшего тока стабилитрона. Вследствие этого используют приборы, стабилизирующие напряжение, и получившие название компенсационных. Они состоят из двух видов: параллельные и последовательные.

    Называется прибор по методу подключения элементу регулировки. Обычно используются компенсационные стабилизаторы, относящиеся к последовательному виду. Его схема:

    Схема стабилизатора напряжения

    Элементом регулировки выступает транзистор, соединенный последовательно с нагрузкой. Напряжение выхода равняется разности значения стабилитрона и эмиттера, которое составляет несколько долей вольта, поэтому считается, что выходное напряжение равно стабилизирующему напряжению.

    Рассмотренные приборы обоих типов имеют недостатки: невозможно получить точную величину напряжения выхода и производить регулировку во время работы. Если нужно создать возможность регулирования, то стабилизатор компенсационного вида изготавливают по схеме:

    Схема стабилизатора напряжения

    В этом приборе регулировка осуществляется транзистором. Основное напряжение выдает стабилитрон. Если напряжение выхода повышается, база транзистора получается отрицательной в отличие от эмиттера, транзистор откроется на большую величину и ток возрастет. Вследствие этого, напряжение отрицательного значения на коллекторе станет ниже, так же как и на транзисторе. Второй транзистор закроется, его сопротивление повысится, напряжение выводов повысится. Это приводит к снижению напряжения выхода и возвращению к бывшему значению.

    При снижении напряжения выхода проходят подобные процессы. Отрегулировать точное напряжение выхода можно резистором настройки.

    Стабилизаторы на микросхемах

    Такие устройства в интегральном варианте имею повышенные характеристики параметров и свойств, которые отличаются от подобных приборов на полупроводниках. Также они обладают повышенной надежностью, небольшими габаритами и весом, а также небольшой стоимостью.

    Последовательный стабилизатор

    Схема стабилизатора напряжения

    • 1 – источник напряжения;
    • 2 – Элемент регулировки;
    • 3 – усилитель;
    • 4 – источник основного напряжения;
    • 5 – определитель напряжения выхода;
    • 6 – сопротивление нагрузки.

    Элемент регулировки выступает в качестве изменяемого сопротивления, подключенного по последовательной схеме с нагрузкой. При колебании напряжения меняется сопротивление элемента регулировки так, что происходит компенсация таких колебаний. Воздействие на элемент регулировки производится по обратной связи, которая содержит элемент управления, источник основного напряжения и измеритель напряжения. Этот измеритель является потенциометром, с которого приходит часть напряжения выхода.

    Обратная связь регулирует напряжение выхода, использующееся для нагрузки, напряжение выхода потенциометра становится равным основному напряжению. Колебания напряжения от основного создает некоторое падение напряжения на регулировке. Вследствие этого, измеряющим элементом в определенных границах можно осуществлять регулировку напряжения выхода. Если стабилизатор планируется изготовить на определенную величину напряжения, то измеряющий элемент создается внутри микросхемы с компенсацией температуры. При наличии большого интервала напряжения выхода, измеряющий элемент выполняется за микросхемой.

    Параллельный стабилизатор

    Схема стабилизатора напряжения

    • 1 – источник напряжения;
    • 2 –элемент регулирующий;
    • 3 – усилитель;
    • 4 – источник основного напряжения;
    • 5 – измерительный элемент;
    • 6 – сопротивление нагрузки.

    Если сравнить схемы стабилизаторов, то прибор последовательного вида имеет повышенный КПД при неполной загрузке. Прибор параллельного вида расходует неизменную мощность от источника и выдает ее на элемент регулировки и нагрузку. Стабилизаторы параллельные рекомендуется использовать при неизменных нагрузках при полной загруженности. Стабилизатор параллельный не создает опасности при КЗ, последовательный вид при холостом ходе. При неизменной нагрузке оба прибора создают высокий КПД.

    Стабилизатор на микросхеме с 3-мя выводами

    Инновационные варианты схем стабилизаторов последовательного вида выполнены на 3-выводной микросхеме. Вследствие того, что есть всего лишь три вывода, их проще использовать в практическом применении, так как они вытесняют остальные виды стабилизаторов в интервале 0,1-3 ампера.

    Схема стабилизатора напряжения

    1. U вх – необработанное напряжение входа;
    2. U вых –напряжение выхода.

    Можно не использовать емкости С1 и С2, однако они позволяют оптимизировать свойства стабилизатора. Емкость С1 применяется для создание стабильности системы, емкость С2 нужна по той причине, что внезапное повышение нагрузки нельзя отследить стабилизатором. В таком случае поддержка тока осуществляется емкостью С2. Практически часто применяются микросхемы серии 7900 от компании Моторола, которые стабилизируют положительную величину напряжения, а 7900 – величину со знаком минус.

    Микросхема имеет вид:

    Для увеличения надежности и создания охлаждения стабилизатор монтируют на радиатор.

    Стабилизаторы на транзисторах

    Схема стабилизатора напряжения

    На 1-м рисунке схема на транзисторе 2SC1061.

    На выходе прибора получают 12 вольт, на напряжение выхода зависит прямо от напряжения стабилитрона. Наибольший допустимый ток 1 ампер.

    При применении транзистора 2N 3055 наибольший допускаемый ток выхода можно повысить до 2 ампер. На 2-м рисунке схема стабилизатора на транзисторе 2N 3055, напряжение выхода, как и на рисунке 1 зависит от напряжения стабилитрона.

    • 6 В — напряжение выхода, R1=330, VD=6,6 вольт
    • 7,5 В — напряжение выхода, R1=270, VD = 8,2 вольт
    • 9 В — напряжение выхода, R1=180, Vd=10

    На 3-м рисунке – адаптер для автомобиля – аккумуляторное напряжение в автомобиле равно 12 В. Для создания напряжения меньшего значения применяют такую схему.

    Читайте также: