Stabilizátory napětí Jejich úkolem je udržovat stálé napětí na zátěži. Zapojují se mezi napájecí zdroj a zátěž.

Zener Regulator

Pasivní stabilizátory: Využívají ke stabilizaci nelineární prvek, především Zenerovy diody, dosahují malé účinnosti, používají se jako zdroje referenčního napětí a nebo pro napájení přístrojů s malým odběrem. Stabilizátor napětí se Zenerovou diodou – schéma zapojení.

Princip stabilizátoru napětí se Zenerovou diodou Dioda je polarizována v závěrném směru.Mezi tímto obvodem a zdrojem je zapojen sériově odpor RS . Průsečík V-A charakteristiky rezistoru se závěrnou charakteristikou diody určuje pracovní bod stabilizátoru. Proud diodou nesmí klesnou pod IDmin neboť dioda ztrácí v koleně stabilizační vlastnosti. Při změně vstupního napětí U1 ∆ U1 se posune pracovní přímka rovnoběžně se svou původní polohou, neboť RS je konstantní. Tím se přesouvá pracovní bod P do polohy P´. Velká změna vstupního napětí vyvolá malou změnu výstupního napětí.

Návrh stabilizátoru napětí se Zenerovou diodou Navrhněte jednoduchý stabilizátor napětí, zařazený za síťovým zdrojem.Určete orientační hodnoty součástek Ideový návrh : Požadované parametry lze zajistit nejjednodušším stabilizátorem se Zenerovou diodou (pouze 2 součástky). Schéma je jediné možné

Princip návrhu stabilizátoru napětí se Zenerovou diodou Uzen Diodou však musí téci proud alespoň IZmin, aby ještě stabilizovala – pracovní bod musí zůstat za ohybem charakteristiky. První mezní stav nastává, je-li vstupní napětí maximální a odebíraný proud minimální. Prouddiodou nesmí překročit hodnotu IZmax, takže dostáváme podmínku R1min. Ve druhém mezním stavu je vstupní napětí minimální, avšak odebíraný proud maximální. PDmax

Návrh stabilizátoru Navrhněte co nejjednodušší stabilizátor napětí, zařazený za síťovým zdrojem. Typy a hodnoty prvků: Z katalogu tedy vybereme typovou řadu Zenerových diod podle Uz a očekávané maximální výkonové ztráty Pz = UZ.IZmax, Diodou však musí téci proud alespoň IZmin, aby ještě stabilizovala – pracovní bod musí zůstat za ohybem charakteristiky

R1= UR1/ Iz

Zener- dioda a= anoda, k = katoda                            Zener- dioda a= anoda, k = katoda                               

VÝBĚR zener. diody a odporu napětí zener Vz je požadované výstupní koncové napětí Vstupní napětí Vs musí být o málo voltů větší než Vz maximální proud Imax je výstupní proud požadovaný plus 10 % zener mezní Pz je určen maximálním proudem: Pz > Vz × Imax odpor : R = (Vs - Vz) / Imax stanovení výkonu: P > (Vs - Vz) × Imax Příklad: požadované výstupní koncové napětí je 5V, výstupní požadovaný proud je 60mA. Vz = 4.7V (nejbližší dostupná hodnota) Vs = 8V (to musí být o málo voltů větší než Vz) Imax = 66mA (aktuální+ 10 %) Pz > 4.7V × 66mA = 310mW, vybrat Pz = 400mW R = (8V - 4.7V) / 66mA = 0.05k   = 50 Ohm , vybrat R = 47 Ohm   stanovení výkonu odporu P > (8V - 4.7V) × 66mA = 218mW, si vybereme P = 0.5W

Buffer -oddělovač-for Voltage Regulator

Zpětnovazební stabilizátory: Dovolují regulovat stabilizované napětí. Snímač porovnává odchylky referenčního napětí (zdroj tohoto napětí je realizován stabilizační diodou) s výstupním napětím a vytváří rozdílový signál, který postupuje na regulační člen. Tento člen mění vlivem rozdílového signálu svůj vnitřní odpor takovým způsobem , že se napětí na zátěži nemění.

Integrované stabilizátory L 78 XY: VVětšinou se jedná o zpětnovazební stabilizátory se spojitou regulací se sériovým zapojením regulačního tranzistoru. Lze je rozdělit do dvou skupin: 1.    obvody, které jsou schopny pracovat s různým výstupním stabilizovaným napětím. Zpravidla jsou malovýkonové s tím (např. LM317), že jejich proudovou použitelnost lze rozšířit připojením vnějších diskrétních výkonových tranzistorů. Nestabilizované vstupní napětí musí být nejméně o 2 – 3V vyšší než stabilizované výstupní napětí .Jsou jednoúčelové – jen pro napětí jedné hodnoty (78xx -5, 12, 15, 24V atd.).

Stabilizátor napětí -8V/ 1A záporný TO220

Transformátor + usměrňovač + hladit + regulátor                                                                                                                                                                                                                                 Transformátor + usměrňovač + filtr + stabilizátor L 78 XY Stabilizovaný DC výstup je velmi hladký s žádným zvlněním, vhodný pro všechny elektronické obvody

Spínané zdroje a nábojové pumpy Spínané zdroje a nábojové pumpy jsou skupinou obvodů, které postupně v aplikacích vytlačují lineární stabilizátory z důvodu své vysoké účinnosti. Mezi přední výrobce patří firma Maxim, jejíž produkce zahrnuje přes 400 typů integrovaných obvodů. DC-DC měniče lze rozdělit do několika skupin podle jejich funkce a potřebných externích součástek. z napětí 2,7V až 5,5V výstupní napětí 13V s odběrem až 300mA

Kontrolní otázky: Nakreslete a popište integrovaný stabilizátor. Nakreslete a popište stabilizátor se Zenerovou diodou. Nakreslete a popište zpětnovazební stabilizátor. Nakreslete a popište integrovaný stabilizátor.