Teoría: reguladores de tensión. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
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Con los cambios en el voltaje de la red y la corriente de carga, el voltaje de salida del rectificador también cambia y, a veces, de manera significativa. En algunos casos (por ejemplo, cuando se alimenta la etapa terminal del UMZCH), esto es bastante aceptable, pero, digamos, para receptores de radio, generadores y otros dispositivos electrónicos, el voltaje debe ser estable cuando cambia la corriente de carga. Aquí no puedes prescindir de un estabilizador. Al mismo tiempo, este dispositivo realiza otra función: reduce al mínimo la ondulación de la tensión de alimentación.
La base del estabilizador más simple (Fig. 68, a) es una cadena de resistencia R1 y un diodo zener VD1. Un diodo zener es un diodo especial conectado en polaridad inversa y que funciona en el modo de ruptura reversible de avalancha. Si aumenta el voltaje inverso en el diodo zener, al principio la corriente será pequeña y cuando se alcance el voltaje de estabilización (esto se indica en los datos de referencia), aumentará considerablemente. Para limitar el aumento de corriente a través del diodo zener, se conecta a través de la resistencia R1 (esta es la llamada resistencia de balasto). La corriente a través del diodo zener se calcula mediante la fórmula I \uXNUMXd (Uin - UCT) / R. Por lo tanto, el voltaje de entrada siempre debe ser mayor que el de salida, estabilizado.
Cuando se alimentan dispositivos de baja potencia, a menudo se prescinde de un estabilizador tan simple, eliminando el voltaje de salida del diodo zener. Al calcular de acuerdo con esta fórmula, la corriente I debe incluir tanto la corriente del diodo zener (generalmente 5 ... 20 mA) como la corriente de carga (del mismo orden).
Con una corriente de carga más alta, se usa un transistor VT1 adicional, que se conecta como un seguidor de emisor (Fig. 68, b). Se "repite" la tensión de base estabilizada en la carga. El voltaje de salida Uct es aproximadamente 0,7 V (caída de voltaje en la unión base-emisor) menos que el voltaje de estabilización de la placa de identificación del diodo zener. A altas corrientes de carga, se usa un transistor compuesto.
Un diagrama de un estabilizador más avanzado se muestra en la fig. 69.
El diodo zener VD1 se selecciona para un voltaje aproximadamente igual a la mitad de la salida estabilizada Ust. El mismo voltaje también se aplica a la base del transistor de control de baja potencia VT2 desde el divisor de voltaje R2 - R4. Si por alguna razón el voltaje de salida cae, este cambio se transmitirá completamente a través del diodo zener al emisor del transistor VT2, mientras que en su base el cambio de voltaje será menor. Como resultado, el transistor se abrirá ligeramente y su mayor corriente de colector abrirá un potente transistor regulador VT1, compensando la caída en el voltaje de salida. Cuando aumenta el voltaje de salida, ambos transistores se apagan. Por lo tanto, la regulación se debe a una fuerte retroalimentación negativa.
Dado que la señal de control se genera a partir de un voltaje de salida ya estabilizado, los parámetros del estabilizador con un circuito simple son bastante altos. Una ventaja adicional del estabilizador es que no teme los cortocircuitos en la salida: durante un cortocircuito, la tensión de control también desaparece, como resultado de lo cual ambos transistores se cierran. La corriente de disparo de la protección depende principalmente de la corriente del diodo zener, que es seleccionada por la resistencia R1.
Existen muchos diseños de estabilizadores de voltaje, pero todos tienen un inconveniente importante: el voltaje de entrada debe ser mayor que el de salida estabilizada, a la misma corriente, como resultado, parte de la potencia del rectificador se convierte en calor y se disipa en el disipador de calor del transistor regulador. Esta desventaja se elimina en los reguladores de conmutación con alta eficiencia.
Autor: V. Polyakov
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