Stabilizátory napětí Jejich úkolem je udržovat stálé napětí na zátěži.

Prezentace na téma: "Stabilizátory napětí Jejich úkolem je udržovat stálé napětí na zátěži."— Transkript prezentace:

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

2

3

4 Zener Regulator

5 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.

6 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.

7 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

8 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

9 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

10

11 R1= UR1/ Iz

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

13 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

14

15

16 Buffer -oddělovač-for Voltage Regulator

17 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.

18 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.).

19 Stabilizátor napětí -8V/ 1A záporný TO220

20 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

21 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

22

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