Dispozitive și Circuite Electronice - Stabilizator de Tensiune

1. Tema proiectului

Se proiectează un stabilizator de tensiune cu următoarele caracteristici:

- Tensiune de ieşire reglabilă în intervalul:

- Sarcina la ieşire:

- Deriva termică:

- Protecţie la suprasarcină prin limitarea temperaturii tranzistoarelor regulatoare serie la , şi a curentului maxim la

- Tensiune de intrare în intervalul:

- Domeniul temperaturilor de funcţionare:

- Amplificarea în tensiune minimă a amplificatorului de eroare: 100

Notă: Se pot folosi numai tranzistoare bipolare şi TEC-J.

2. Schema bloc funcţională

Se utilizează o schemă de stabilizator cu element regulator serie (ERS) comandat de un amplificator de eroare (AE) care compară tensiunea dată de referinţa de tensiune (REF) cu tensiunea preluată de la ieşire prin reţeaua de reacţie (RR). La acesta se adaugă un circuit de protecţie la suprasarcină.

3. Funcţionarea

În general, pentru realizarea stabilizatoarelor de tensiune se folosesc proprietăţile diodelor. Cel mai simplu tip de stabilizator este stabilizatorul parametric, realizat cu o diodă Zener. Dar performanţele scăzute nu îl recomandă pentru alimentarea unor circuite complexe. Tensiunea de ieşire nu poate fi reglată, ea variază în raport cu sarcina iar curentul maxim furnizat în sarcină este relativ mic (comparabil cu curentul care trece prin dioda Zener).

De aceea s-a folosit o schemă mai complexă, un stabilizator cu reacţie. Referinţa de tensiune pentru acesta este practic un stabilizator parametric. Dar acesta lucrează acum pe o rezistenţă de sarcină mare care nu variază. Comanda se face deci în tensiune pe o sarcină constantă.

La o funcţionare normală tensiunea diferenţială la intrarea amplificatorului de eroare este practic nulă. Astfel amplificatorul trebuie să transforme comanda în tensiune în una în curent (amplificator transimpedanţă). Comanda în tensiune este dată de reţeaua de reacţie (un divizor de tensiune).

Rezultatul comparării referinţei de tensiune cu ceea ce se eşantionează din tensiunea de ieşire este un curent care se aplică elementului regulator serie. Acesta va fi un tranzistor ideal pentru care curentul de colector este proporţional cu cel de bază.

Dacă tensiunea la ieşire scade faţă de valoarea de echilibru tensiunea eşantionată prin reţeaua de reacţie va fi mai mică decât tensiunea de referinţă, deci la intrarea amplificatorului de eroare apare o tensiune diferenţială pozitivă. Curentul debitat la ieşire va fi mai mare decât cel normal şi va comanda un curent mai mare prin elementul regulator serie. Astfel tensiunea de la ieşire începe să crească.

Dacă tensiune la ieşire tinde să crească faţă de valoare de echilibru va apărea o tensiune diferenţială negativă ce va duce la scăderea curentului de la ieşirea amplificatorul de eroare, deci la scăderea curentului prin elementul regulator serie. Astfel tensiune la ieşire va începe să scadă.

Dacă temperatura elementului regulator serie creşte prea mult sau curentul prin el depăşeşte valoarea limită circuitul de protecţie preia curentul debitat de amplificatorul de eroare iar elementul regulator serie se închide şi nu mai lasă să treacă curent.