Hlavní nevýhodou lineárních stabilizátorů středního a vysokého výkonu je jejich nízká účinnost. Navíc tím méně výstupní napětí tím nižší je jeho účinnost. To je vysvětleno skutečností, že v režimu stabilizace je výkonový tranzistor napájecího zdroje obvykle zapojen do série se zátěží a pro normální provoz takového stabilizátoru je napětí kolektor-emitor (11ke) alespoň 3. Na regulačním tranzistoru musí pracovat ..5 V. Při proudech vyšších než 1 A to má za následek značné ztráty výkonu v důsledku uvolnění tepelné energie rozptýlené ve výkonovém tranzistoru. Což vede k nutnosti zvětšit plochu chladiče nebo použít ventilátor pro nucené chlazení.

Integrované lineární stabilizátory napětí na mikroobvodech řady 142EN (5...14), které jsou široce rozšířeny díky své nízké ceně, mají stejnou nevýhodu. V Nedávno se objevil v prodeji importované mikroobvody z řady "LOW DROP" (SD, DV, LT1083/1084/1085). Tyto mikroobvody mohou pracovat při sníženém napětí mezi vstupem a výstupem (do 1...1,3 V) a poskytují stabilizované výstupní napětí v rozsahu 1,25...30 V při zatěžovacím proudu 7,5/5/3 A, respektive. Parametrově nejbližší tuzemský analog, typ KR142EN22, má maximální stabilizační proud 5 A.

Při maximálním výstupním proudu je výrobcem garantován režim stabilizace se vstupně-výstupním napětím minimálně 1,5 V. Mikroobvody mají také zabudovanou ochranu proti nadproudu v zátěži přípustné hodnoty a tepelnou ochranu proti přehřátí pouzdro.

Tyto stabilizátory zajišťují nestabilitu výstupního napětí "0,05 %/V, nestabilitu výstupního napětí, když se výstupní proud změní z 10 mA na maximální hodnotu ne horší než 0,1 %/V. Typický připojovací obvod pro takové stabilizátory napětí je znázorněn na Obr. Obr. 4.1.

Kondenzátory C2...C4 by měly být umístěny blízko mikroobvodu a je lepší, když jsou tantalové. Kapacita kondenzátoru C1 se volí z podmínky 2000 μF na 1 A proudu. Mikroobvody jsou k dispozici ve třech typech provedení pouzdra, jak je znázorněno na Obr. 4.2. Typ pouzdra je určen posledními písmeny v označení. Více detailní informace pro tyto mikroobvody je k dispozici v referenční literatuře, například J119.

Je ekonomicky výhodné použít takové stabilizátory napětí, když je zatěžovací proud větší než 1 A, stejně jako v případě nedostatku místa v konstrukci. Diskrétní prvky lze také použít jako ekonomický zdroj energie. Na Obr. Obvod 4.3 je určen pro výstupní napětí 5 V a zatěžovací proud do 1 A. Zajišťuje normální provoz při minimálním napětí na výkonovém tranzistoru (0,7... 1,3 V). Toho je dosaženo použitím tranzistoru (VT2) s nízkým napětím v otevřeném stavu jako regulátoru výkonu. To umožňuje obvodu stabilizátoru pracovat při nižších vstupních a výstupních napětích.

Obvod má ochranu (typ spouště) v případě, že proud v zátěži překročí přípustnou hodnotu, stejně jako napětí na vstupu stabilizátoru překročí 10,8 V.

Ochranná jednotka je vyrobena na tranzistoru VT1 a tyristoru VS1. Když je tyristor spuštěn, vypne napájení mikroobvodu DA1 (pin 7 je zkratován na společný vodič). V tomto případě se tranzistor VT3, potažmo VT2, sepne a na výstupu bude nulové napětí. Do původního stavu lze obvod vrátit až po odstranění příčiny, která přetížení způsobila vypnutím a následným zapnutím zdroje.

Kondenzátor SZ většinou není potřeba - jeho úkolem je usnadnit rozběh obvodu v okamžiku sepnutí.

Do původního stavu lze obvod vrátit až po odstranění příčiny, která přetížení způsobila vypnutím a následným zapnutím zdroje. Kondenzátor SZ většinou není potřeba - jeho úkolem je usnadnit rozběh obvodu v okamžiku sepnutí. Topologie tištěný spoj pro instalaci prvků je znázorněno na Obr. 4.4 (obsahuje jednu propojku hlasitosti). Tranzistor VT2 je instalován na chladiči.

Při výrobě byly použity následující díly: upravený rezistor R8 typ SPZ-19a, ostatní odpory libovolného typu; kondenzátory C1 - K50-29V pro 16 V, C2...C5 - K10-17, C5 - K52-1 pro 6,3 V. Obvod lze doplnit LED indikátor aktivace ochrany (HL1). K tomu budete muset nainstalovat další prvky: diodu VD3 a odpor R10, jak je znázorněno na obr. 4.5.

Literatura: I.P. Shelestov - Užitečná schémata pro radioamatéry, kniha 3.

Předpokladem je stabilní napájecí napětí řádný provoz mnoho elektronická zařízení. Ke stabilizaci DC napětí Na zátěži při kolísání síťového napětí a změně proudu odebíraného zátěží jsou mezi usměrňovač s filtrem a zátěž (spotřebič) instalovány stabilizátory stejnosměrného napětí.

Výstupní napětí stabilizátoru závisí jak na vstupním napětí stabilizátoru, tak na zátěžovém proudu (výstupním proudu):

najdeme plný diferenciál změna napětí při změně a:

Vydělme pravou a levou stranu a také vynásobme a vydělme první člen na pravé straně a druhý člen .

Zavedení notace a přechod na konečné přírůstky, máme

Zde je stabilizační koeficient roven poměru přírůstků vstupního a výstupního napětí v relativních jednotkách;

Vnitřní (výstupní) odpor stabilizátoru.

Stabilizátory se dělí na parametrické a kompenzační.

Parametrický stabilizátor je založen na použití prvku s nelineární charakteristika, například polovodičová zenerova dioda (viz § 1.3). Napětí na zenerově diodě v oblasti reverzibilního elektrického průrazu je téměř konstantní s významnou změnou zpětného proudu skrz zařízení.

Schéma parametrického stabilizátoru je na Obr. 5.10, a.

Rýže. 5.10. Parametrický stabilizátor (a), jeho ekvivalentní obvod pro inkrementy (b) a vnější charakteristiky usměrňovače se stabilizátorem (křivka 2) a bez stabilizátoru (křivka ) (c)

Vstupní napětí stabilizátoru musí být větší než stabilizační napětí zenerovy diody. Pro omezení proudu zenerovou diodou je instalován předřadný odpor Výstupní napětí je ze zenerovy diody odstraněno. Část vstupního napětí se ztratí přes odpor, zbytek se přivede na zátěž:

Bereme to v úvahu, dostáváme

Největší proud protéká zenerovou diodou at

Nejmenší proud protéká zenerovou diodou při

Pokud jsou splněny podmínky - proudy zenerovy diody omezující stabilizační úsek, je napětí na zátěži stabilní a stejné. Z .

S rostoucím proudem se úbytek napětí zvyšuje o . S rostoucím odporem zátěže se zátěžový proud snižuje, proud zenerovou diodou se zvyšuje o stejnou hodnotu, úbytek napětí na zátěži a na zátěži zůstává nezměněn.

Abychom jej našli, sestrojíme ekvivalentní obvod pro stabilizátor na Obr. 5.10 a pro přírůstky. Nelineární prvek pracuje ve stabilizační části, kde je parametrem zařízení jeho odolnost proti střídavému proudu. Náhradní obvod stabilizátoru je na Obr. . Z ekvivalentního obvodu dostaneme

Vzhledem k tomu, že ve stabilizátoru máme

Pro zjištění, stejně jako při výpočtu parametrů zesilovačů (viz § 2.3), použijeme větu o ekvivalentním generátoru a nastavíme , pak odpor na výstupu stabilizátoru

Výrazy (5.16), (5.17) ukazují, že parametry stabilizátoru jsou určeny parametry použité polovodičové zenerovy diody (nebo jiného zařízení). U parametrických stabilizátorů to obvykle není více než 20-40, ale pohybuje se od několika ohmů do několika stovek ohmů.

V některých případech se takové ukazatele ukáží jako nedostatečné, pak se používají kompenzační stabilizátory. Na Obr. Obrázek 5.11 ukazuje jeden z nejjednodušších obvodů kompenzačních stabilizátorů, ve kterém je zátěž připojena ke zdroji vstupního napětí přes regulační nelineární prvek, tranzistor V. Signál OS je přiváděn do báze tranzistoru přes operační zesilovač. Vstup operačního zesilovače přijímá napětí z vysokoodporového odporového děliče a referenčního (referenčního) napětí.

Rýže. 5.11. Nejjednodušší schéma kompenzační stabilizátor s op-amp

Podívejme se na fungování stabilizátoru. Předpokládejme, že se napětí zvýšilo, následuje zvýšení a V tomto případě je kladný přírůstek napětí aplikován na invertující vstup operačního zesilovače a záporný přírůstek napětí na výstupu operačního zesilovače. Rozdíl mezi napětím báze a emitoru je přiveden na přechod řídicího emitoru tranzistoru V. V námi uvažovaném režimu se tranzistorový proud V zmenšuje a napětí na výstupu klesá téměř na původní hodnotu. Podobně se změna výstupů vypracuje při zvyšování nebo snižování: změní se, objeví se odpovídající znaménko a změní se proud tranzistoru. je velmi vysoká, protože během provozu se provozní režim zenerovy diody prakticky nemění a proud přes ni je stabilní.

Kompenzační stabilizátory napětí se vyrábějí ve formě integrovaných obvodů, které obsahují regulační nelineární prvek, tranzistor V, operační zesilovač a obvody připojující zátěž k jeho vstupu.

Na Obr. 5.10, c znázorňuje vnější charakteristiku zdroje se stabilizátorem, jeho pracovní oblast je omezena hodnotami proudu

V tomto ohledu část napětí přiváděného na výstup stabilizátoru „zůstává“ na tranzistoru a zbytek jde na výstup stabilizátoru. Pokud zvýšíte napětí na bázi kompozitního tranzistoru, otevře se a pokles napětí na něm se sníží a odpovídajícím způsobem se zvýší napětí na výstupu stabilizátoru. A naopak. V obou případech bude hodnota napětí na výstupu stabilizátoru blízká úrovni napětí na bázi kompozitního tranzistoru.

Udržování hodnoty napětí na výstupu stabilizátoru na dané úrovni se provádí díky tomu, že část výstupního napětí (záporné napětí zpětná vazba) z děliče napětí R10, R11, R12 jde do operačního zesilovače DA1 (zesilovač napětí se zápornou zpětnou vazbou). Výstupní napětí operačního zesilovače v tomto obvodu bude mít tendenci k hodnotě, při které by byl rozdíl napětí na jeho vstupech nulový.

To se děje následovně. Zpětnovazební napětí z rezistoru R11 je přivedeno na vstup 4 operačního zesilovače. Na vstupu 5 udržuje zenerova dioda VD6 konstantní hodnotu napětí (referenční napětí). Rozdíl napětí na vstupech je zesílen operačním zesilovačem a přiváděn přes rezistor R3 do báze kompozitního tranzistoru, jehož úbytek napětí určuje hodnotu výstupního napětí stabilizátoru. Část vstupního napětí z rezistoru R11 je opět přiváděna do operačního zesilovače. Plynule tak dochází k porovnání zpětnovazebního napětí s referenčním napětím a vlivu výstupního napětí operačního zesilovače na výstupní napětí stabilizátoru.

Zvyšuje-li se napětí na výstupu stabilizátoru, zvyšuje se i zpětnovazební napětí přiváděné na vstup 4 operačního zesilovače, které je větší než referenční.

Rozdíl mezi těmito napětími je zesílen operačním zesilovačem, jehož výstupní napětí klesá a vypíná kompozitní tranzistor. V důsledku toho se na něm zvyšuje úbytek napětí, což způsobuje pokles výstupního napětí stabilizátoru. Tento proces pokračuje, dokud se zpětnovazební napětí téměř nerovná referenčnímu napětí (jejich rozdíl závisí na typu použitého operačního zesilovače a může být 5...200 mV).

Když výstupní napětí stabilizátoru klesá, dochází k opačnému procesu. Protože zpětnovazební napětí klesá a stává se menším než referenční napětí, rozdíl mezi těmito napětími na výstupu zesilovače zpětnovazebního napětí se zvyšuje a otevírá kompozitní tranzistor, čímž se zvyšuje výstupní napětí stabilizátoru.

Velikost výstupního napětí závisí na poměrně velkém množství faktorů (proud odebíraný zátěží, kolísání napětí v primární síti, kolísání okolní teploty atd.). Proto popsané procesy ve stabilizátoru probíhají nepřetržitě, to znamená, že výstupní napětí neustále kolísá s velmi malými odchylkami vzhledem k předem stanovené hodnotě.

Zdrojem referenčního napětí přiváděného na vstup 5 operačního zesilovače DA1 je zenerova dioda VD6. Pro zvýšení stability referenčního napětí je k němu přiváděno napájecí napětí z parametrického stabilizátoru na zenerově diodě VD5.

K ochraně stabilizátoru před přetížením se používá optočlen VU1, proudový snímač (rezistor R8) a tranzistor VT3. Použití optočlenu v ochranné jednotce (LED a fototyristor s optickým připojením a namontované v jednom krytu) zvyšuje spolehlivost její činnosti.

S rostoucím proudem spotřebovaným zátěží ze stabilizátoru se zvyšuje úbytek napětí na rezistoru R8, a proto se zvyšuje napětí dodávané do báze tranzistoru VT3. Při určité hodnotě tohoto napětí dosáhne kolektorový proud tranzistoru VT3 hodnoty potřebné k rozsvícení LED optočlenu VU1.

Zářením LED se zapne tyristor optočlenu a napětí na bázi kompozitního tranzistoru klesne na 1...1,5V, protože je připojen na společnou sběrnici přes malý odpor zapnutého tyristoru. V důsledku toho se kompozitní tranzistor uzavře a napětí a proud na výstupu stabilizátoru se sníží téměř na nulu. Úbytek napětí na rezistoru R8 se sníží, tranzistor VT3 se uzavře a optočlen přestane žhnout, ale tyristor zůstane zapnutý, dokud napětí na jeho anodě (vzhledem ke katodě) neklesne pod 1 V. K tomu dojde pouze tehdy, pokud je vstupní napětí otočeno vypnutý stabilizátor nebo jsou sepnuté kontakty tlačítka SB1.

Stručně o účelu zbývajících prvků obvodu. Rezistor R1, kondenzátor C2 a zenerova dioda VD5 tvoří parametrický stabilizátor, který slouží ke stabilizaci napájecího napětí operačního zesilovače a předběžné stabilizaci napájecího napětí zdroje referenčního napětí R5, VD2. Rezistor R2 poskytuje počáteční napětí na bázi kompozitního tranzistoru, čímž se zvyšuje spolehlivost spouštění stabilizátoru Kondenzátor SZ zabraňuje buzení stabilizátoru při nízké frekvenci. Rezistor R3 omezuje výstupní proud operačního zesilovače v případě zkrat na jeho výstupu (například při zapnutém tyristoru optočlenu).

Obvod R4, C2 zabraňuje buzení operačního zesilovače a volí se v souladu s doporučeními uvedenými v referenční literatuře pro konkrétní typ operačního zesilovače.

Zenerova dioda VD7 a rezistor R7 tvoří parametrický stabilizátor, který slouží k udržení napájecího napětí ochranné jednotky na konstantní úrovni při změně výstupního napětí stabilizátoru.

Rezistor R6 omezuje kolektorový proud tranzistoru VT3 na úroveň potřebnou pro normální činnost LED optočlenu. Jako rezistor R6 použijte rezistor typu C5-5 nebo podomácku vyrobený z vysokoodporového drátu (např. spirála ze žehličky nebo plotýnky).

Kondenzátor C1 snižuje úroveň zvlnění vstupního napětí a C5 - výstupní napětí stabilizátoru. Kondenzátor C6 blokuje výstupní obvod stabilizátoru pro vysokofrekvenční harmonické. Normální tepelný režim tranzistoru VT2 při vysokých zatěžovacích proudech je zajištěn jeho instalací na radiátor o ploše nejméně 100 cm.

Stabilizátor zajišťuje plynulé nastavení výstupního napětí v rozsahu 4,5...12 V při výstupním proudu do 1 A s úrovní zvlnění výstupního napětí maximálně 15 mV. Ochrana proti přetížení se aktivuje, když výstupní proud překročí 1,1 A.

Nyní o výměně prvků. Operační zesilovač K553UD1 lze nahradit K140UD2, K140UD9, K553UD2. Tranzistor VT1 může být typu KT603, KT608 a VT2 - KT805, KT806, KT908 atd. s libovolnými písmennými indexy. Optočlen - zadaný typ s libovolným písmenným indexem.

Napětí střídavý proud napájený do usměrňovače stabilizátoru z libovolného snižovacího transformátoru poskytujícího výstupní napětí alespoň 12 V při proudu 1 A. Jako takový transformátor lze použít výstupní transformátory TVK-110 LM a TVK-110 L1.

Stabilizátor na specializovaném čipu

Výše uvedené transformátory lze použít ve spojení se stabilizátorem napětí, jehož schéma je na obrázku. Je sestaven na specializovaném integrovaném obvodu K142EN1. Jedná se o spojitý stabilizátor napětí se sekvenčním zapojením ovládacího prvku.

Dostatečně vysoké výkonové charakteristiky, vestavěný ochranný obvod proti přetížení pracující z externího proudového snímače a obvod zapnutí/vypnutí stabilizátoru z vnější zdroj signálu umožňují na jeho základě vyrobit stabilizovaný napájecí zdroj poskytující výstupní napětí v rozsahu 3...12 V.

Samotný obvod integrovaného stabilizátoru napětí nedokáže zajistit zatěžovací proud větší než 150 mA, což pro provoz některých zařízení zjevně nestačí. Proto je pro zvýšení zatížitelnosti stabilizátoru na jeho výstup připojen výkonový zesilovač na bázi kompozitního tranzistoru VT1, VT2. Díky tomu může výstupní proud stabilizátoru dosáhnout 1,5 A ve stanoveném rozsahu výstupního napětí.

Z rezistoru R5 je odstraněno zpětnovazební napětí přiváděné na výstup integrovaného obvodu DA1, který v tomto obvodu působí jako záporný zpětnovazební zesilovač s vnitřním zdrojem referenčního napětí. Rezistor R3 slouží jako proudový snímač pro nadproudovou ochranu. Rezistory R1, R2 zajišťují pracovní režim tranzistoru VT2 a vnitřního ochranného tranzistoru integrovaného obvodu DA1. Kondenzátor C2 eliminuje samobuzení integrovaného obvodu při vysokých frekvencích.

Rezistor R3 je vinutý podobně jako ten, který byl popsán dříve. Jako tranzistor VT1 můžete použít tranzistory jako KT603, KT608 a VT2 - KT805, KT809 atd. s libovolnými písmennými indexy.

Takže obvod nejjednoduššího kompenzačního stabilizátoru napětí je znázorněn na obrázku vpravo.

Označení:

1. I R - proud přes předřadný odpor (R 0)
2. I st - proud zenerovou diodou
3. I n - zátěžový proud
4. Iin - vstupní proud operačního zesilovače
5. I d - proud přes rezistor R 2
6. Uin - vstupní napětí
7. U out - výstupní napětí (úbytek napětí na zátěži)
8. U st - pokles napětí na zenerově diodě
9. U d - napětí odstraněno z odporového děliče (R 1, R 2)
10. U op-amp - výstupní napětí operačního zesilovače
11. U be - pokles napětí napříč p-n křižovatka tranzistor báze-emitor

Proč se takovému stabilizátoru říká kompenzace a jaké jsou jeho výhody? Ve skutečnosti je takový stabilizátor řídicí systém s negativní napěťovou zpětnou vazbou, ale pro ty, kteří nevědí, co to je, začneme zpovzdálí.

Jak si pamatujete, operační zesilovač zesiluje rozdíl napětí mezi jeho vstupy. Napětí na neinvertujícím vstupu se rovná stabilizačnímu napětí zenerovy diody (U st). Na invertující vstup přivádíme část výstupního napětí odebraného z děliče (U d), to znamená, že tam máme výstupní napětí dělené určitým koeficientem určeným odpory R 1, R 2. Rozdíl mezi těmito napětími (U st -U d) je chybový signál, ukazuje, jak moc se liší napětí z děliče od napětí na zenerově diodě (tento rozdíl označme písmenem E).

Dále je výstupní napětí operačního zesilovače rovno E*K ou, kde K ou je zesílení operačního zesilovače s otevřenou zpětnovazební smyčkou (v anglické literatuře G openloop). Napětí na zátěži se rovná rozdílu mezi napětím na výstupu operačního zesilovače a úbytkem napětí na p-n přechodu báze-emitor tranzistoru.

Matematicky vše, o čem jsme mluvili výše, vypadá takto:

U out =U ou -U be =E*K ou -U be (1)

E=U st -U d (2)

Podívejme se blíže na první rovnici a transformujme ji do tohoto tvaru:

E=U out / K ou + U be / K ou

Teď si připomeňme co hlavní rys operační zesilovače a proč je všichni tak milují? To je pravda, jejich hlavním rysem je obrovský zisk, řádově 10 6 nebo více (pro ideální operační zesilovač se obecně rovná nekonečnu). Co nám to dává? Jak vidíte, na pravé straně poslední rovnice mají oba členy v děliteli K ou, a protože K ou je velmi velmi velké, jsou oba tyto členy velmi velmi malé (s ideálním operačním zesilovačem mají tendenci na nulu). To znamená, že během provozu má náš obvod sklon ke stavu, kdy je chybový signál nulový. Dá se říci, že operační zesilovač porovnává napětí na svých vstupech a pokud se liší (pokud je chyba), tak se napětí na výstupu operačního zesilovače změní tak, že rozdíl napětí na jeho vstupech bude nulový. Jinými slovy, snaží se kompenzovat chybu. Odtud název stabilizátoru – kompenzace.

0=U st -U d (2*)

U d, jak si pamatujeme, je součástí výstupního napětí odstraněného z děliče přes odpory R 1, R 2. Pokud vypočítáme náš dělič a nezapomeneme na vstupní proud operačního zesilovače, dostaneme:

a po dosazení tohoto výrazu do rovnice (2*) můžeme pro výstupní napětí napsat následující vzorec (3):

Vstupní proud operačního zesilovače je obvykle velmi malý (mikro, nano i pikoampy), proto při dostatečně velkém proudu I d můžeme předpokládat, že proud v obou ramenech děliče je stejný a roven I d , termín úplně vpravo ve vzorci (3) lze považovat za rovný nule a přepište vzorec (3) takto:

U out =U st (R 1 + R 2)/R 2 (3*)

Při výpočtu rezistorů R 1, R 2 je třeba pamatovat na to, že vzorec (3*) platí pouze v případě, že proud dělicími odpory je mnohem větší než vstupní proud operačního zesilovače. Hodnotu Id lze odhadnout pomocí vzorců:

Id=Ust/R2 nebo Id=Uout/(R1+R2).

Nyní zhodnoťme oblast normálního provozu našeho stabilizátoru, vypočítejme R0 a přemýšlejte o tom, co ovlivní stabilitu výstupního napětí.

Jak je patrné z posledního vzorce, pouze stabilita referenčního napětí může mít významný vliv na stabilitu Uout. Referenční napětí je to, ke kterému porovnáváme část výstupního napětí, to znamená, že je to napětí na zenerově diodě. Odpor rezistorů budeme považovat za nezávislý na proudu, který jimi protéká (neuvažujeme teplotní nestabilitu). Závislost výstupního napětí na úbytku napětí na p-n přechodu tranzistoru (který je slabý, ale závisí na proudu), stejně jako v případě , také zmizí (pamatujte, když jsme vypočítali chybu z prvního vzorce - my vydělil pokles na BE přechodu tranzistoru K ou a vypočítal tento výraz rovný nule kvůli velmi velkému zesílení operačního zesilovače).

Z výše uvedeného vyplývá, že hlavním způsobem zvýšení stability je zde zvýšení stability zdroje referenčního napětí. K tomu můžete buď zúžit rozsah běžného provozu (snížit rozsah vstupního napětí obvodu, což povede k menší změně proudu zenerovou diodou), nebo místo zenerovy diody vzít integrovaný stabilizátor. Kromě toho si můžete vzpomenout na naše zjednodušení, pak se objeví několik dalších způsobů: vzít operační zesilovač s vyšším ziskem a nižším vstupním proudem (to také umožní vzít dělicí odpory s větší hodnotou - účinnost se zvýší) .

Dobře, vraťme se do oblasti běžného provozu a výpočtu R 0 . Pro normální provoz obvodu musí být proud zenerovy diody v rozsahu od Ist min do Ist max. Minimální proud zenerovy diody bude při minimálním vstupním napětí, to znamená:

U v min =I R *R 0 +U st, kde I R =I st min +I in

Zde je to obdobné - pokud je proud zenerovy diody mnohem větší než vstupní proud operačního zesilovače, pak můžeme uvažovat I R =I st min. Potom náš vzorec zapíšeme ve tvaru U v min =I st min *R 0 +U st (4) a z něj můžeme vyjádřit R 0:

R 0 = (U v min -U st)/I st min

Na základě skutečnosti, že zenerovou diodou poteče maximální proud při maximálním vstupním napětí, napíšeme další vzorec: U v max =I st max *R 0 +U st (5) a zkombinujeme se vzorcem (4) najdeme normální provozní oblast:

No, jak jsem již řekl, pokud je výsledný rozsah vstupního napětí širší, než potřebujete, můžete jej zúžit a stabilita výstupního napětí se zvýší (zvýšením stability referenčního napětí).

Výhody PWM regulátorů využívajících operační zesilovače jsou v tom, že můžete použít téměř jakýkoli operační zesilovač (in standardní schéma inkluze, samozřejmě).

Úroveň výstupního efektivního napětí se nastavuje změnou úrovně napětí na neinvertujícím vstupu operačního zesilovače, což umožňuje použití obvodu jako komponent různé regulátory napětí a proudu a také obvody s plynulým zapalováním a zhášením žárovek.
Systém snadno se opakuje, neobsahuje vzácné prvky a pokud jsou prvky v dobrém provozním stavu, začne fungovat okamžitě, bez konfigurace. Výkonový tranzistor s efektem pole se volí podle zatěžovacího proudu, ale pro snížení tepelné ztráty výkonu je vhodné použít tranzistory určené pro vysoký proud, protože při otevření mají nejmenší odpor.
Oblast radiátoru pro tranzistor s efektem pole je zcela určen volbou jeho typu a zatěžovacího proudu. Pokud bude obvod použit pro regulaci napětí v palubních sítích + 24V, aby se zabránilo průrazu hradla tranzistoru s efektem pole, mezi kolektorem tranzistoru VT1 a závěrka VT2 měli byste zapnout rezistor s odporem 1 K a rezistor R6 bočníkem jakoukoliv vhodnou 15 V zenerovou diodou, zbývající prvky obvodu se nemění.

Ve všech dříve diskutovaných obvodech je použit výkonový tranzistor s efektem pole n- kanálové tranzistory, jako nejběžnější a mající nejlepší vlastnosti.

Pokud je nutné regulovat napětí na zátěži, jejíž jedna ze svorek je spojena se zemí, pak se používají obvody, ve kterých n- Kanálový tranzistor s efektem pole je připojen jako kolektor k + napájecího zdroje a zátěž je zapnuta ve zdrojovém obvodu.

Aby byla zajištěna možnost úplného otevření tranzistoru s efektem pole, musí řídicí obvod obsahovat jednotku pro zvýšení napětí v obvodech ovládání hradla na 27 - 30 V, jak je tomu u specializovaných mikroobvodů. U 6 080B ... U6084B, L9610, L9611 , pak mezi bránou a zdrojem bude napětí minimálně 15 V. Pokud zátěžový proud nepřekročí 10A, můžete použít silové pole p - kanálové tranzistory, jejichž rozsah je z technologických důvodů mnohem užší. Mění se také typ tranzistoru v obvodu VT1 a charakteristika nastavení R7 obrací. Pokud v prvním obvodu zvýšení řídicího napětí (jezdec proměnného odporu se přesune do „+“ zdroje) způsobí pokles výstupního napětí na zátěži, pak ve druhém obvodu je tento vztah opačný. Pokud konkrétní obvod vyžaduje inverzní závislost výstupního napětí na vstupním napětí od původního, pak je třeba změnit strukturu tranzistorů v obvodech VT1, tedy tranzistor VT1 v prvním okruhu je třeba připojit jako VT1 pro druhé schéma a naopak.