Stabilizator de Tensiune

CAPITOLUL 8

STABILIZATOARE DE TENSIUNE

8.1. Generalitati

Pentru a functiona corect aparatura electronica necesita tensiuni de alimentare continue.

Tensiunea obtinuta la iesirea unui redresor cu filtru are, pe lânga componenta continua, dependenta de tensiunea retelei si o componenta variabila, ondulatiile. In plus, aceasta tensiune scade mult cu cresterea curentului de sarcina (caracteristica externa cazatoare) si este dependenta de temperatura.

Stabilizatorul de tensiune ideal este un circuit care asigura la iesire o tensiune independenta de tensiunea de intrare, de curentul de sarcina si de temperatura.

Stabilizatorul de tensiune real nu poate realiza o independenta totala a tensiunii de iesire de factorii mentionati mai sus, dar le micsoreaza dependenta.

Stabilizatorul de tensiune, impreuna cu redresorul si filtrul formeaza o sursa de tensiune stabilizata.

1. Tipuri de stabilizatoare

1) Dupa principiul de functionare stabilizatoarele de tensiune se impart in:

– stabilizatoare parametrice;

– stabilizatoare cu reactie;

– stabilizatoare in regim de comutatie.

Stabilizatorul parametric are structura cea mai simpla si isi bazeaza functionarea pe neliniaritatea caracteristicii curent – tensiune a dispozitivului electronic folosit (in general o dioda stabilizatoare).

Stabilizatoare cu reactie realizeaza functia de stabilizare printr-o reactie negativa, dispozitivele electronice folosite lucrând liniar. Acest tip de stabilizatoare sunt intr-o prima aproximatie, circuite liniare.

Stabilizatoare in regim de comutatie sunt tot stabilizatoare cu reactie, in care insa elementul regulator al tensiunii de iesire nu lucreaza liniar, ci in regim de comutatie. Creste astfel mult randamentul stabilizatorului.

2) Dupa cum elementul regulator al tensiunii stabilizate se afla in serie sau in derivatie cu iesirea stabilizatorului, stabilizatoarele de tensiune pot fi:

– stabilizatoare serie;

– stabilizatoare derivatie.

8.1.2. Principalii parametri ai stabilizatoarelor

Consideram reprezentarea stabilizatorului din fig. 8.1.

Fig. 8.1. Stabilizator de tensiune (schema bloc)

Se poate scrie:

vO = vO(vI, iO, T). (8.1)

Din (8.1.) se poate scrie ecuatia cu variatii finite (variatii mici):

. (8.2)

Inlocuind pe D vO cu vO, D vI cu visi D iO cu iO, rezulta:

, (8.3)

unde:

(8.4)

este coeficientul de stabilizare,

(8.5)

este rezistenta de iesire (interna) si

(8.6)

este coeficientul de temperatura.

Cei trei parametri sunt parametri de baza ai stabilizatorului si exprima performantele acestuia.

Daca se considera temperatura T si rezistenta de sarcina RL constante, se poate defini un parametru auxiliar numit coeficient de stabilizare in sarcina

. (8.7)

Intre S si K exista relatia:

. (8.8)

Un alt parametru auxiliar este CT care exprima variatia procentuala pe grad de temperatura a tensiunii stabilizate:

. (8.9)

Observatie. Parametrii de mai sus sunt definiti in conditii de semnal mic, pentru semnale mari trebuind sa se faca o analiza de semnal mare.