Реферат: Стабилитроны

k _ст = .

Стабилитрон обеспечивает k _ст =10÷20. Например, если k _ст =10, то Е =200 В и U _ст =75 В, то при изменении напряжения источника на ∆Е =40 В, т. е. на 20 %, напряжение стабилитрона изменяется только на 1,5 в, т. е. на 2 %.

Коэффициент стабилизации увеличивается при каскадном соединении стабилитронов (рис. 5).

рис. 5 Каскадное включение стабилитронов

В схеме напряжение первого стабилитрона Л₁ попадается через ограничительный резистор R _огр2 на второй стабилитрон Л₂ , параллельно которому присоединен потребитель. Если коэффициенты стабилизации стабилитронов k _ст1 и k _ст2 , то общий коэффициент стабилизации

k _ст = k _ст1 k _{ст2 .}

При двух стабилитронов получается коэффициент k _ст от 100 до 400. Недостаток схемы – снижение КПД, так как потери будут в двух стабилитронах и двух ограничительных резисторах. Более двух стабилитронов обычно не включают. Стабилитрон Л₂ должен быть рассчитан на более низкое напряжение, нежели Л₁ . Напряжение U _ст1 можно считать постоянным и вести расчет сопротивления R _огр2 на ток стабилитрона Л₂ , лишь превышающий минимальный.

Стабилитроны также применяют для стабилизации напряжения при изменяющимся сопротивлении нагрузки и постоянном напряжении источнике Е . Расчет сопротивления R _огр в этом случае проводится описанным методом. Если ток I_н меняется от минимального значения I _{н min} , соответствующего R _{н max} , до максимального значения I _{н max} , соответствующего R _{н min} , то

R _огр =( E - U _ст )/( I _ст + I _{н ст} ) ,

где I _ст – средний ток стабилитрона, а I _{н ст} – средний ток нагрузки.

I _{н ст} =0,5( I _{н min} + I _{н max} ) .

В этом режиме общий ток перераспределяется между стабилитроном и нагрузкой. Например, если ток нагрузки возрастает, то ток стабилитрона почти на столько же уменьшается, а напряжение U _ст и общий ток почти постоянны. Следовательно, и падение напряжения на ограничительном резисторе R _огр изменяется незначительно. Так и должно быть, поскольку U _ст + U_R = E = const .

Конечно, стабилизация возможна при токе стабилитрона в пределах от I_min до I_max . Изменение тока нагрузки не должно превышать наибольшее значение стабилитрона, т. е. Условием стабилизации является неравенство

I _{н max} -I _{н min} ≤ I_max -I_min .

Стабилитрон имеет различное внутреннее сопротивление постоянному и переменному току. Кроме того, значение R ₀ в зависимости от тока меняется от единиц до десятков килоом. Например, у стабилитрона, имеющего U _ст =150 В, I_max =30 мА и I_min =5 мА, сопротивление R ₀ меняется от 5 до 60 кОм. А внутреннее сопротивление переменному току R_i значительно меньше. Пусть, например, для того же стабилитрона при изменении тока от 5 до 30 мА напряжение U _ст меняется на 2,5 В. Тогда

R_i =∆ U _ст /∆I =2,5/25=0,1 кОм

Для переменного тока стабилитрон эквивалентен конденсатору большой емкости (при частоте 50 Гц сопротивление 0,1 кОм соответствует емкости 32 мкФ). Поэтому в выпрямителях стабилитроны обеспечивают дополнительное сглаживание пульсаций.

Литература

И. П. Жеребцов «Основы электроники», Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1989 г.