stabilizatoare de tensiune liniare

Upload: florina-filipas

Post on 11-Jul-2015

256 views

Category:

Documents


12 download

TRANSCRIPT

STABILIZATOARE DE TENSIUNE LINIARE

Defini iiStabilizatorul de tensiune este un sistem care men ine tensiunea de ie ire n limite foarte strnse ( teoretic constant ), indiferent de varia iile tensiunii de intrare, ale curentului de sarcin , sau a temperaturii. Indiferent de structura lui, un stabilizator poate fi reprezentat ca un diport la care m rimea de ie ire, depinde de tensiunea de intrare uI, de rezisten a de sarcin , de temperatur i de al i factori mai pu ini importan i.

Putem scrie:u S = u S (u I , iS , T )de unde:du S = u S u u du I + S diS + S dT u I iS T

Coeficien ii din aceast stabilizatorului: -rezisten a intern

rela ie sunt n m sur U I ,T =ct

s

descrie performan ele

u RO = - S i S

este definit cu semnul minus pentru a rezulta pozitiv , deoarece la orice stabilizator cnd iS cre te, uS scade. Sursa, mpreun cu stabilizatorul de tensiune se prezint fa de sarcin ca un generator de tensiune aproape ideal, cu rezisten a intern foarte mic i astfel se reduce interac iunea ntre diver i consumatori lega i n paralel.

-coeficientul de varia ie cu temperatura este:

u KT = S T U I , I S =ct u

-coeficientul de stabilizare cu tensiunea de intrare este: SU = u I S I ,T =ct definit astfel i pentru a rezulta supraunitar (un stabilizator bun are o stabilizare ct mai mare). Pentru majoritatea consumatorilor conteaz varia ia relativ a tensiunii, a a nct cel mai adesea se indic la stabilizatoare factorul de stabilizare relativ:I

DU I U Sr = I DU S US

I ,T = ct

O alt m rime ce caracterizeaz performan ele unui stabilizator o reprezint a a numita stabilitate pe termen lung (LTS n englez ) ce se define te ca fiind varia ia procentual a tensiunii de ie ire m surat dup 1000 ore de func ionare n condi ii de via accelerat (tensiune de intrare i putere disipat maxime).LTS = DU S 100 US

dup 1000 ore de func ionare.

Stabilizatoarele de tensiune continu fac parte din structura surselor de alimentare al turi de transformator, de blocul redresor i de blocul de filtraj. Construc ia lor se poate realiza n dou moduri: 1. una din cele mai simple metode, se bazeaz pe capacitatea unor componente electronice (diode Zener, tuburi cu desc rcare n gaz etc.) de a men ine constant tensiunea la borne atunci cnd curentul are o varia ie ntr-un domeniu larg. 2. o alt metod (de fapt cea mai utilizat ) se bazeaz pe fenomenul de reac ie. La acest tip de stabilizatoare un e antion din tensiunea de ie ire este prelevat i adus ntr-un bloc comparator, unde este comparat cu o referin . n func ie de rezultatul compara iei rezult o tensiune de eroare care ac ioneaz asupra unui element de execu ie care m re te sau mic oreaz tensiunea. n func ie de regimul de func ionare al elementului de execu ie, stabilizatoarele se clasific n : 1. stabilizatoare liniare sau cu ac iune continu : 2. stabilizatoare n comuta ie sau cu ac iune discontinu .

Stabilizatoarele parametrice simpleStabilizatoarele de acest tip se bazeaz pe un dispozitiv electronic, destinat s men in ct mai mai constant tensiunea la bornele unei sarcini pe baza caracteristicilor sale tensiune-curent, far s se recurg la circuite suplimentare de reac ie. n general, ca element regulator, n aceste stabilizatoare se utilizeaz diodele Zener.

Dioda Zener ca surs de tensiune constantDiodele Zener au caracteristica de conduc ie n polarizare direct similar cu caracteristica oric rei diode redresoare. Polariznd dioda invers, la un moment dat, curentul cre te brusc; dioda intr n regim de str pungere. Apare conduc ia invers n avalan i curentul cre te abruptIF

UZM UZT UZm IZm UF

IZT PZM IZM

Curentul trebuie limitat cu o rezisten serie, deoarece, altfel, jonc iunea se tope te prin nc lzire excesiv . Din figur se observ c n jurul tensiunii Zener este suficient o foarte mic varia ie a tensiunii pentru a provoca o varia ie mare a curentului. Diodele Zener au un coeficient de temperatur important, tensiunea Zener variaz cu temperatura jonc iunii.

Observa ie: Denumirea de diod Zener este improprie, deoarece efectul Zener ( tunelarea purt torilor de sarcin din banda de valen n banda de conduc ie sub ac iunea unui cmp electric intens) explic numai func ionarea diodelor cu tensiuni de stabilizare pn la aproximativ 5.5V. La tensiuni mai mari, func ionarea se bazeaz pe efectul de multiplicare n avalan (purt torii de sarcin sunt accelera i de cmpul electric i primesc energii att de mari nct pot s ionizeze, prin ciocnire, atomii re elei).

Caracteristici ale regiunii de stabilizarea) tensiunea de stabilizare UZT este cel mai important parametru al diodelor Zener. n datele de catalog se d UZT mpreun cu curentul IZT dependent de tipul diodei. La folosirea diodelor trebuie inut seama de urm toarele considerente: -exist o dispersie de natur tehnologic , a valorilor tensiunii UZT n jurul valorii nominale; -valorile de catalog (nominale, minime i maxime) sunt garantate pentru cazul n care temperatura jonc iunii este egal cu temperatura ambiant de referin (n general 25C). Aceast proprietate deriv din necesitatea sort rii unui num r mare de diode ntr-un timp rezonabil, ceea ce impune testarea n regim de impulsuri, pentru ca temperatura jonc iunii s r mn nemodificat . Pentru calculul tensiunii stabilizate la o temperatur diferit de cea de referin i sau pentru condi ii de polarizare ce produc nc lzirea diodei se poate folosi rela ia:

U Z (T ) = U Z (TO ) [1 + a VZ (T - T0 )]

b) rezisten a diferen ial pe caracteristica de stabilizare rZ constituie un alt parametru electric important al diodelor Zener. n cazul general, aceast rezisten este format din dou componente: rezisten a diferen ial a jonc iunii( pentru condi ii izoterme) rZj i o rezisten diferen ial de natur termic rZth. Cele dou componente sunt definite de rela ia:rZ = dU Z U Z = I dI Z Z dT U Z + T =ct T I Z =ct dI Z

c) Curentul minim de stabilizare Izm este curentul minim de polarizare, la care dioda Zener func ioneaz nc n regim de stabilizare. Curentul Izm nu este specificat ntotdeauna n catalog, deoarece este impus de aplica ia concret prin valoarea maxim admis pentru rezisten a diferen ial . De exemplu, la dioda 10DZ10, o aplica ie poate impune rezisten a rZj(max)=15W c ruia i corespunde Izm=0.5mA. Aceea i diod poate fi utilizat ntr-un alt circuit care necesit rZj