Stabilizatoare de tensiune continuă

Un stabilizator de tensiune este un circuit electronic care

păstrează (aproape) constantă tensiunea de ieșire la

variaţia între anumite limite a tensiunii de intrare, curentului

de ieşire, temperaturii, etc.

VO = vI – vstabilizator

Tipuri de stabilizatoare

• Stabilizatoare parametrice (cu DZ, fara dispozitive active)

• Stabilizatoare liniare (cu dispozitive active) – tranzistoarele ce

regleaza tensiunea de iesire la valoarea prestabilita lucreaza in

regim liniar (in conductie permanenta), reactie negative

• Stabilizatoare in comutare (cu dispozitive active) tranzistoarele

principale ce regleaza tensiunea de iesire la valoarea prestabilita

lucreaza in comutare, in general la o frecventa ≥ 20KHz, reactie

negativa

Dioda Zener

Z

Z

Z

Z

Z

I

i

V

v

F

Z

zZ

r

rF

Factorul relativ de stabilizare al DZ

Stabilizator parametric de tensiune

max

maxmax

Z

dZ

V

PI

Domeniul de stabilizare al DZ

maxmin ZZZ III

Pentru DZ in

catalog se gasesc

ZZd IVP @,max

Se poate utiliza

Z

dZ

V

PI max

max

Pentru a mentine DZ in

regiunea de stabilizare

Extras din foaia de catalog

Stabilizator parametric de tensiune - circuit

• Trebuie dimensionată R

ZO VV

maxmin

minmax

OZ

ZI

II

VvR

minmax

maxmin

OZ

ZI

II

VvR

min

max

L

ZO

R

VI

max

min

L

ZO

R

VI

R (Rmin; Rmax)

Stabilizator parametric de tensiune. Dimensionare

min

min

maxmax O

ZIZ I

R

Vvi

Cazul cel mai defavorabil in care

apare valoarea maxima a iZ:

Date de proiectare

),(,),,( maxminmaxmin LLLOIII RRRVvvv

OZI

ORZ IR

VvIii

Problemă

?

mA][]50;25[

V5,7V,5,012

R

I

Vv

O

OI

iZ =? pentru vI =12V, IO =40mA

REFO VV

Stabilizator de tensiune cu AO

Neajunsul stabilizatorului parametric. Soluții

Neajuns:

IO afecteaza direct iZ

• Repetor de tensiune intre DZ si sarcina:

Repetor de

tensiune cu AOIO vv

Solutie ?

ORz Iii

Domeniu limitat de variatie al IO

pentru a mentine DZ in regiunea de

stabilizare

Repetor de tensiune cu

TB, CC

BEREFO vVV

Repetor cu TBStabilizator ?

Stabilizator de tensiune

?OV

Stabilizator de tensiune cu TB

T – tranzistor

regulator serie

BEREFO VVV

O

ZBZR

Iiiii

Performantele de stabilizare sunt degradate de prezenta VBE

in expresia VO

OZZBOO VViIIV

Mecanismul de stabilizare al VO:

Mecanism de RN

Stabilizatoare liniare

Stabilizator de tensiune cu AO

REFO VV

Se asigura o mai

buna stabilizare

daca R se

inlocuieste cu o

sursa de curent

Cum arata schema completa?

Stabilizator de tensiune cu AO

REFO VV

VREFv+

v-

VO

RL vv

Stabilizator de tensiune cu AO - cont.

REFO VV

REFO VR

RV

1

21VO=?

VO=?

REFO VV

REFO VRR

RV

21

2

Se considera VREF impusă

Stabilizator de tensiune cu AO - cont.

VO=?

VO reglabil, VO > VREF

REFO VRP

RV

1

2min 1

REFO VR

PRV

1

2max 1

Cum arată schema stabilizatorului cu VO reglabil, VO < VREF ?

Cum arată schema stabilizatorului cu VO reglabil,

VOmin < VREF și VOmax > VREF ?

Stabilizator de tensiune cu AO - cont.

Extinderea domeniului de curent

max,max AOOO II

mA20max, AOOI

La AO, uzual:

? Curent mai mare in sarcină

Soluții:

• AO de putere; ex. TDA2030, până la 3,5A

• amplificator de curent între AO și sarcină

AOOO II ,

T – element

regulator serie, ERS

Protectie la supracurent

0LR OI Se impune limitarea curentului

prin tranzistor:• monitorizam IO

• când IO depășește valoarea prestabilită, acționează circuitul de limitare

0;)(;V6,0 PPOP IbTIR

0;)(;V6,0 PFPOP IaTIR

maxOO II

P

R

OR

VI Pmax

P

OR

IV6,0

max

OBPPOOL IIIRIIR ,,,,, OV

La

când TP

intră în

conducţie

Caracteristicade ieşire

P

AOO

PP

AOO

P

OscOR

IRR

IR

IIV6,0V6,0V6,01V6,0

max,max,

Exemplificare ?I?,II,,R OmaxOmaxAO,OP scmA,20Ω50

• stabilizare de tensiune

L

OOOO

R

VIVv ,

• punctul de cot

P

OOOOR

IIVvV6.0

, max

• limitare de

curentP

POOLOOOOR

IIIRIvVvV6.0

,, max

• scurt circuit la iesire ,0Ov

Valori maxime ale marimilor electrice pentru T

maxmin ; III VVv

• curentul maxim prin tranzistor:

CECdT VIP

• tensiunea maxima colector emitor

VCEmax apare in regim de scurtcircuit la iesire

• puterea maxima disipata pe tranzistor

maxmaxmaxmax 6,0 IIRICE VVVVVVP

ORICE VVVVP

maxOI

maxmax ICE VV

apare in regim de scurtcircuit la iesiremaxmaxmax IOdT VIP

Alegerea tranzistorului regulator serie

Tranzitorul se alege astfel incat:

In foaia de catalog a tranzistoarelor se dau valorile maxime admise

pentru• curentul de colector

• tensiunea colector emitor

• puterea disipata totdP0CEV

maxCI

2

maxtot

max0

maxmax

dTd

CECE

OC

P0,4P

VV

II

Atentie la puterea disipata. Valoarea precizata in

catalog se refera la putere disipata cand

tranzistorul este montat pe un radiator plan de

dimensiune infinita. In practica puterea maxima se

considera Pdmax ≈ 0,4Pdtot (radiator de dimensiuni

acceptabile)

Referință de tensiune

V92,69,5

67,211

1

2

ZREF V

R

RV

mA5,7374

3,69

3

R

VVI ZREF

Z

2.7k1.5

Problema

mijlocla cursorul ii)

truluipotentiome al sus de capatul la cursorul i)

dconsideran iesire lait scurtcircu,14 ;500pentru de disipata maxima Puterea

mijlocla cursorul dconsideran

?Domeniul

? Zener diodaprin Curentul

1 LL

OO

O

RRT

iv

V

12

Care este caracteristica de iesire a stabilizatorului in fiecare din cazurile i) si ii)?