Калькулятор параметрического стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения — это преобразователь электрического напряжения, предназначенный для поддержания уровня выходного напряжения в заданных пределах. В реальных схемах много факторов которые могут повлиять на изменение выходного напряжения: значение входного напряжения, сопротивление нагрузки, температуры и другие внешние воздействия. В качестве примера такого стабилизатора рассмотрим параметрический стабилизатор. Основным элементом простого стабилизатора используется полупроводниковый стабилитрон, который работает в области электрического пробоя на обратном участке вольтамперной характеристики. Для правильной работы стабилитрон должен подключаться в обратном направлении. При этом его ток подбирается таким образом, чтобы при изменении тока нагрузки, напряжение на ней не изменялось. Наиболее важным параметром стабилитрона является напряжение стабилизации. Стабилитроны производят на напряжение от 3 до 400 В.

Оно зависит от толщины p-n перехода. При этом в зависимости от толщины перехода пробой бывает лавинным или туннельным. Другие параметры стабилитронов: номинальный ток I ном и пределы его изменения I стmin … Iстmax; максимальная допустимая мощность рассеивания P доп = U ст × I стmax; дифференциальное сопротивление на рабочем участке rd; температурный коэффициент напряжения (ТКН). КПД параметрического стабилизатора, будет определяться отношением мощности, отдаваемой в нагрузку к входной мощности и к сожалению эти значения не всегда велики.

Работа стабилизатора основана на свойстве стабилитрона в момент пробоя. Напряжение на стабилитроне практически не изменяется на рабочем участке между точками А и B.

I_ст — ток через стабилитрон

I_н — ток нагрузки

R_н — сопротивление нагрузки

R₀ — балластный резистор (ограничительный, гасящий)

U_вых = U_ст

U_вх — входное напряжение

Основные дестабилизирующие факторы: изменение входного напряжения и изменение тока потребления. В приведенной на рисунке схеме при постоянном входном напряжении ток I всегда будет стабильным. Если нагрузка будет потреблять меньше тока, то его излишки уйдут в стабилитрон, т.е. I = Iст + Iн. Отсюда важное замечание: максимальный ток нагрузки не может превышать максимальный ток стабилитрона. Другой вариант дестабилизации — это изменение входного напряжения. Изменение входного напряжения, изменяет ток через балластный резистор Ro и через стабилитрон. Изменение тока через стабилитрон в диапазоне от Iстmin до Iстmax (от точки А до точки В) практически не приводит к изменению напряжения на стабилитроне, а значит и нагрузке. То есть, излишки входного напряжения гасятся балластным резистором.

Введите данные напряжений и силы тока для расчета

3-й шаг

Максимальный ток нагрузки не может превышать максимальный ток стабилитрона.

Рассчитанные результаты:

R₀  =   Ом

Мощность  =   Вт

Поиск стабилитрона на сайте

Найти на сайте

Поиск резистора на сайте:

Внимание! Производители объединяют резисторы в серии или ряды: E6, E12, E24…
Для подбора компонента будет использована серия E24.

Найти на сайте

Обнаружили ошибку или неточность в работе калькулятора? Сообщите нам об этом.
Соблюдайте технику безопасности во время работы с электронными компонентами!

Электронные устройства автоматики

Электронные устройства автоматики

Королев Г. В. Электронные устройства автоматики: Учеб. пособие. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк.— 1991. — 256 с. В книге изложены теоретические основы, принципы действия и расчеты различных электронных устройств, применяемых в автоматике. Основной элементной базой описываемых устройств являются полупроводниковые интегральные схемы и транзисторы Во втором издании (1-е — 1983 г.) расширен материал по операционным усилителям, методически переработан ряд разделов. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ ВВЕДЕНИЕ РАЗДЕЛ I. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ И РЕЛЕЙНЫЕ СХЕМЫ ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ УСИЛИТЕЛЕЙ § 1.2. Коэффициент усиления. Линейные и нелинейные искажения § 1.3. Эквивалентная схема усилителя. Входное и выходное сопротивления § 1.4. Показатели многокаскадных усилителей § 1.5. Шумы в усилителях Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 2. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ § 2.1. Виды обратных связей § 2.2. Влияние обратной связи на коэффициент усиления и искажения сигнала § 2.3. Влияние отрицательной обратной связи на входное сопротивление усилителя § 2.4. Влияние отрицательной обратной связи на выходное сопротивление усилителя Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА ТРАНЗИСТОРАХ § 3.1. Включение транзистора в схему усилительного каскада. Графический анализ работы каскада § 3. 2. Режимы работы транзистора в схеме усилительного каскада. Однотактные и двухтактные схемы усилительных каскадов Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА ТРАНЗИСТОРАХ § 4.1. Каскад с общим эмиттером § 4.2. Схемы с общим эмиттером с термокомпенсацией рабочей точки покоя § 4.3. Частотные искажения в схеме с общим эмиттером. Область низких частот § 4.4. Широкополосные каскады с общим эмиттером § 4.5. Каскад с общей базой (повторитель тока) § 4.6. Каскад с общим коллектором (повторитель напряжения) § 4.7. Каскад с общим истоком § 4.8. Каскад с общим стоком (истоковыб повторитель) § 4.9. Выходные каскады (усилители мощности) Расчет бестрансформаторного двухтактного усилителя мощности Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МНОГОКАСКАДНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ § 5.1. Усилители с резистивно-емкостной связью § 5.2. Усилители с непосредственной связью (усилители постоянного тока) § 5. 3. Дифференциальные усилители § 5.4. Усилители постоянного тока с преобразованием сигнала § 5.5. Регулировка усиления сигнала в усилителях низкой частоты Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 6. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ § 6.2. Эквивалентная схема и основные параметры Области применения операционных усилителей § 6.3. Линейные схемы на операционных усилителях § 6.4. Устойчисвость и частотная коррекция операционных усилителей § 6.5. Работа операционного усилителя на низкоомную нагрузку Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 7. РЕЛЕЙНЫЕ СХЕМЫ § 7.1. Электромагнитные контактные реле. Общие сведения и основные параметры § 7.2. Электронные реле § 7.3. Электронные реле времени § 7.4. Фотоэлектронные реле § 7.5. Электронные реле на тиристорах РАЗДЕЛ II. ВЫПРЯМИТЕЛИ И СТАБИЛИЗАТОРЫ § 8.1. Определение и параметры выпрямителя § 8.2. Схемы выпрямителей § 8.3. Сглаживающие фильтры § 8.4. Фазочувстительные выпрямители и усилители § 8. 5. Управляемые выпрямители и инверторы Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 9. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА § 9.1. Параметрические стабилизаторы § 9.2. Компенсационные стабилизаторы Расчет компенсационного стабилизатора непрерывного действия Вопросы и задачи для самопроверки РАЗДЕЛ III. ПРИНЦИП РАДИОСВЯЗИ. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ § 10.1. Основные параметры радиопередающих и радиоприемных устройств § 10.2. Радиоприемник супергетеродинного типа Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 11. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ КОНТУРЫ § 11.1. Свободные колебания в контуре § 11.2. Вынужденные колебания в последовательном контуре § 11.3. Вынужденные колебания в параллельном контуре § 11.4. Вынужденные колебания в связанных контурах Вопросы и задачи для самопроверки ГЛАВА 12. ГЕНЕРАТОРЫ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ § 12.1. Принципы построения генераторов § 12.2. Генератор с фазовращающей RC-цепью Расчет генератора низкой частоты § 12.3. Генератор с мостом Вина в цепи обратной связи § 12.4. Генераторы с колебательными контурами § 12.5. Стабилизация частоты LC-генераторов. Кварцевые генераторы ГЛАВА 13. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ § 13.1. Узкополосные RC-усилители § 13.2. Резонансные усилители напряжения высокой частоты § 13.3. Резонансные усилители мощности высокой частоты (генераторы с независимым возбуждением) § 13.4. Модуляция высокочастотного сигнала ЛИТЕРАТУРА

Регулятор напряжения

— Оптимизация схемы параметрического стабилизатора для уменьшения пульсаций

Задавать вопрос

спросил 6 лет, 1 месяц назад

Изменено 6 лет, 1 месяц назад

Просмотрено 472 раза

\$\начало группы\$

У нас есть системная плата для телевизора, которая будет использоваться в автомобилях. Входное напряжение будет иметь много шума и плохо регулироваться. Итак, мы хотим использовать параметрический стабилизатор на входе 12В. Напряжение аккумулятора может варьироваться от 11 В до 15,5 В, мы определили, что мы можем принимать уровни входного напряжения от 11 В до 13,8 В, а требуемый ток составляет от 450 до 500 мА. Наша схема стабилизатора начинает регулировать входное напряжение, когда оно превышает 13,4 В, но с большими пульсациями.

Это наша стандартная схема переключателя панели в красной строке и параметрический стабилизатор, который я добавил в зеленую строку:

Цепь в красной строке является фиксированной стандартной нашей схемой отключения питания, и я не могу вносить в нее какие-либо изменения. . Поэтому я добавил схему параметрического стабилизатора в зеленую линию. Проблема с этим стабилизатором в том, что он срабатывает при превышении порога, но имеет огромные пульсации:

Здесь желтая линия – это выход, а фиолетовая линия – это выход опорного напряжения (вывод 2).

Ограничение состоит в том, что я не могу использовать микросхему DC-DC или LDO для этой конструкции (потому что они дороги, этот проект готовится к массовому производству), и я должен реализовать этот стабилизатор только с компонентами, которые есть на нашем складе. Так что, если вы предложите какую-либо модификацию этой схемы или если вы могли бы предложить любую схему внутри зеленой линии здесь, это было бы очень хорошо. На данный момент я должен предупредить вас, что мы не используем операционные усилители! Эта схема может быть образована только транзисторами, ссылками и т. д. простыми компонентами.

Что я пробовал до сих пор:

Я пробовал шунтировать конденсатор 1 нФ с R537: это мало что дало, просто так мало.

Вынул входной конденсатор С1029: стало хуже.

Поставил большой выходной конденсатор на 22 мкФ на выходе: разницы никакой.

Пробовал компенсацию 1k-1pF RC между катодом и эталоном: разница невелика.

• регулятор напряжения
• аналог
• силовая электроника
• предварительный регулятор

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Сначала: У вас вообще нет входного конденсатора. Один должен быть между входом постоянного тока и землей. Его функция будет состоять в том, чтобы закорачивать входящий шум источника постоянного тока и уменьшать индуктивность входных проводов постоянного тока.

C1209 делает ваш MOSFET очень медленным. Вы должны скорее предотвратить случайные сбои в состоянии включения-выключения, не позволяя T1002 получать какие-либо пики на свою базу. Начните с перемещения нижнего провода C1029.к земле.

C1030 должен существовать, необходимо как минимум несколько uF. Это грубый способ предотвратить те скачки напряжения, которые вызваны изменениями тока настолько быстро, что регулятор не может справиться с ними из-за своей ограниченной скорости.

Генерация 10 кГц: Частота почти такая же, где усиление AP432 упало как минимум на 6 дБ, а его фазовое отставание, соответственно, легко составляет 45 градусов. В сочетании с очень медленным движением и насыщенным (= очень медленным) T1002B у вас, вероятно, достаточно строительных блоков для хорошего мультивибратора.

Уменьшите усиление разомкнутого контура. Если возможно, подключите резистор 1 кОм к эмиттеру T1002B. Если это невозможно, попробуйте создать доминирующий компенсационный полюс, вставив конденсатор между C и B T1002B. несколько сотен пФ, возможно, потребуется несколько нФ. Это заставляет иметь большой выходной конденсатор. Проверьте с помощью осциллографа, что отклонение максимального выходного тока не приводит к слишком высокому пику напряжения при максимальном входном постоянном токе.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Необходимо удалить поведение «триггер» и реализовать плавное поведение. Быстрая полоса пропускания AP432SRG-7 вызывала колебания. И высокий коэффициент усиления контура 1) полевой транзистор Пч 2) NPN с заземленным эмиттером 3) AP432 с полосой пропускания 10 000 Гц означает, что этот цикл будет скегировать/переворачиваться из одного состояния в другое.

Попробуйте ОГРОМНУЮ кепку на основе NPN, чтобы убедиться, что колебание замедлится.

Затем внедрите усилитель ошибки с ОЧЕНЬ НИЗКИМ УСИЛЕНИЕМ, например, PNP, с базой, подключенной к вершине ShuntReg, с сопротивлением 100 кОм от эмиттера к Vout, и коллектором, подключенным к базе NPN. Вам нужно ОЧЕНЬ НИЗКОЕ усиление в усилителе ошибки из-за высокого усиления в PChan и в NPN.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Шунтовой регулятор AP432 имеет сопротивление 0,2 Ом. Входной резистор составляет 9,1 кОм || 40 кОм ~ 8 кОм, поэтому коэффициент усиления составляет 8000 / 0,2 = 40 000X или 92 дБ. Эта «петля регулятора» имеет слишком большое усиление.

Замените AP432 на NPN, 9,1 кОм в эмиттере, коллектор подключен к переходу 40 кОм и 9,1 кОм. Для умеренных изменений базового напряжения мы теперь имеем коэффициент усиления 8K/9K = -1 дБ, с еще одним ослаблением 3:1 в 4 резисторах, идущих к GND. Усиление этой части петли по-прежнему ИНВЕРТИРУЕТСЯ, но усиление -11 дБ.

Теперь поместите стабилитрон (или AP432 с 2 резисторами для установки напряжения) от базы транзистора к «регулируемому Vout». Кроме того, чтобы «чувствительный» стабилитрон/AP432 имел ток, поместите 1 кОм от базы к GND.

\$\конечная группа\$

1

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Усилитель

— Как увеличить выходное напряжение этого стабилизатора?

спросил 1 год, 4 месяца назад

Изменено 1 год, 4 месяца назад

Просмотрено 91 раз

\$\начало группы\$

Для моего проекта я должен разработать стабилизатор напряжения с 5 В на входе и 3,3 В на выходе. Для этого я выбрал стабилитрон в качестве эталона (D1 и R1), делитель для отрицательной реакции (R7+). R6), ограничение тока (Q7 + R9) и усилитель ошибки (я должен использовать только дискретные компоненты). В моей конструкции я не могу сделать выходное напряжение выше 1,2 В, когда R3 почти равен 0. Я использовал Vbe = 0,6 В и Ic = 2 мА для биполярных транзисторов. IRFRU120N представляет собой полевой МОП-транзистор типа N в качестве элемента регулятора моей серии. (1-Слив, 2-Ворота, 3-Источник).

Чтобы увеличить производительность, я попытался: изменил размер делителя и отрегулировал каждое сопротивление, но ничего не произошло.

Как повысить производительность? Что-то не так с моим дизайном? Что я могу изменить на схеме, чтобы она работала правильно?

• напряжение
• усилитель
• регулятор напряжения
• выход
• ошибка

\$\конечная группа\$

6

\$\начало группы\$

Что-то не так с моим дизайном?

В вашей выходной схеме используется N-канальный полевой МОП-транзистор, подключенный в качестве истокового повторителя, и это основная проблема, поскольку входное напряжение составляет всего 5 вольт, а вам требуется, чтобы на выходе источника было 3,3 вольта.