Stabilizator de Tensiune cu Circuit Integrat LM723C

Introducere

Rolul unui stabilizator într-o sursa de tensiune continua

Alimentarea circuitelor electronice cu performante bune se face prin tensiuni continue stabilizate. Circuitele care produc aceste tensiuni se numesc stabilizatoare de tensiune

Schema bloc a unei surse de alimentare:

fig. 1

- Transformatorul modifica marimea tensiunii alternative si izoleaza circuitul de retea.

- Redresorul este un circuit neliniar care transforma tensiunea alternativa din secundarul transformatorului într-o tensiune cu componenta continua.

- Filtrul netezeste forma de unda ( reduce componentele alternative ale tensiunii de iesire ).

Stabilizatorul de tensiune are rolul de a mentine tensiunea de iesire constanta în conditiile în care variaza tensiunea de intrare, sarcina si temperatura. În realitate, stabilizatorul nu anuleaza în totalitate dependenta tensiunii de acesti parametri, dar o misoreaza foarte mult. Interpus între redresor si sarcina, stabilizatorul transforma sursa de tensiune nestabilizata într-o sursa de tensiune stabilizata.

Se practica frecvent sisteme de alimentare ”distribuite”. Astfel, o tensiune redresata si filtrata dar nestabilizata, se aplica la fiecare placa electronica din aparat, iar aici se foloseste câte un regulator integrat ”local” care stabilizeaza tensiunea la valoarea dorita.

Stabilizatoarele se pot realiza cu componente discrete sau utilizând circuite integrate cu aceasta destinatie. În general se foloseste notiunea de ”regulator” pentru circuitul integrat, iar notiunea de ”stabilizator” pentru circuitul complet, compus din regulatorul integrat si o serie de componente externe active si pasive, care reprezinta o sursa de tensiune stabilizata.

Tipuri de stabilizatoare

Stabilizatoarele se clasifica în trei categorii:

- Stabilizatoare parametrice

- Stabilizatoare electronice cu reactie

- Stabilizatoare în regim de comutatie

Stabilizatorul parametric are structura cea mai simpla si îsi bazeaza functionarea pe neliniaritatea caracteristicii curent-tensiune a dispozitivului electronic folosit, (în general o dioda stabilizatoare).

Stabilizatoarele cu reactie realizeaza functia de stabilizare printr-o reactie negativa, dispozitivele electronice folosite lucrând liniar; aceste stabilizatoare sunt deci, cel putin într-o prima aproximatie, circuite electronice liniare.

Stabilizatoarele în regim de comutatie sunt de fapt stabilizatoare electronice cu reactie, în care însa elementul regulator al tensiunii de iesire nu lucreaza liniar, ci în regim de comutatie. Creste astfel mult randamentul stabilizatorului.

În cazul stabilizatoarelor liniare tranzistoarele ce realizeaza reglarea tensiunii de iesire la valoarea prestabilita lucreaza în regim liniar ( nu ajung la saturatie ori blocare). În cazul stabilizatoarelor în comutatie, tranzistoarele principale functioneaza în comutatie, la o frecventa egala sau mai mare de 20 kHz.

Parametrii de performanta ai regulatoarelor si stabilizatoarelor liniare

Parametrii stabilizatoarelor de tensiune trebuie cunoscuti pentru a se putea calcula variatia totala a tensiunii de iesire a stabilizatoarelor în anumite conditii de modificare a tensiunii de la iesirea redresorului, a curentului prin sarcina, a temperaturii mediului si a temperaturii jonctiunilor.

Exista unele diferente în modul de definire a parametrilor regulatoarelor integrate de catre producatorii acestora. Se vor prezenta parametrii de performanta ai regulatoarelor integrate din catalogul firmei SGS Thomson.

a) Stabilizarea în raport cu reteaua (line regulation)

-poate fi definit ca:

- raport al variatiilor tensiunii redresate si tensiunii stabilizate: [dB], pentru si Vs date

sau ca:

- [%/V], pentru , Tj si Vs date, unde reprezinta variatia relativa a tensiunii de iesire.

b) Stabilizarea în raport cu sarcina (load regulation)

-poate fi definit ca:

- variatia relativa a tensiunii de iesire pentru variatia maxima a curentului sarcinii: [%], pentru si Tj, Vs date

sau ca:

- variatia tensiunii de iesire [mV]

c) Stabilitatea cu temperatura sau coeficient de temperatura (temperature stability)

-poate fi definit ca:

- variatia relativa a tensiunii de iesire pentru variatia maxima a temperaturii jonctiunilor: [%], pentru

sau ca:

- variatia tensiunii de iesire (sau de referinta la regulatoarele de tensiune ajustabila) cu temperatura:

[mV/0C], pentru Vs data, sau