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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Miglioramento dello stabilizzatore di tensione parametrico. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radioamatore principiante I regolatori di tensione parametrici sui diodi zener sono ampiamente utilizzati dai radioamatori, in particolare i principianti, nello sviluppo e nella costruzione di vari dispositivi elettronici, sebbene i regolatori di tensione integrati li stiano gradualmente sostituendo. Lo schema di un regolatore di tensione parametrico è riportato in fig. 1. Consiste in un resistore di zavorra Rb e un diodo zener VD1, in parallelo con il quale è collegato il carico Rn.
Le correnti del carico e del diodo zener fluiscono attraverso il resistore Rb e il suo valore deve essere tale da fornire sia la corrente di carico che la corrente del diodo zener all'interno dell'area di lavoro. Inoltre, questa condizione deve essere soddisfatta per tutti i valori della tensione di alimentazione. Per questo motivo, l'efficienza e il fattore di stabilizzazione di un tale stabilizzatore sono generalmente bassi. Sulla fig. 2 mostra graficamente la dipendenza della tensione di carico dalla tensione di alimentazione (ingresso) con i dettagli indicati nel diagramma e una variazione della tensione di alimentazione da 6 a 9 V. La curva 1 è stata presa per la resistenza Rb = 100 Ohm e la curva 2 - per Rb = 300 Ohm. Nel primo caso, la corrente assorbita dallo stabilizzatore varia da 6 a 30 mA, ma quando la tensione di alimentazione è inferiore a 7 V, la tensione di carico inizia a diminuire bruscamente. Nel secondo caso la corrente varia da 5 a 11 mA e l'effetto di stabilizzazione è molto debole.
Puoi migliorare i parametri dello stabilizzatore se, invece di un resistore, installi un dispositivo che ha la proprietà di uno stabilizzatore di corrente, ad esempio un transistor ad effetto di campo opportunamente collegato (Fig. 3).
Sulla fig. La curva 2 in Figura 3 mostra la dipendenza della tensione di carico dalla tensione di ingresso quando si utilizza un transistor ad effetto di campo con una corrente di drain iniziale di 10 mA. In questo caso, anche la corrente assorbita varia da 6 a 10 mA, ma la stabilità della tensione sul carico è notevolmente superiore. Tuttavia, quando la tensione di alimentazione è inferiore a 7 V, anche la tensione al carico diminuisce notevolmente. Ciò è dovuto al fatto che a una tensione drain-source inferiore a 1 ... 1,5 V, le proprietà stabilizzanti del transistor ad effetto di campo si deteriorano bruscamente. Inoltre, non è molto facile selezionare un transistor ad effetto di campo con i parametri richiesti. Se si sostituisce il transistor ad effetto di campo con uno bipolare (Fig. 4), è possibile migliorare i parametri dello stabilizzatore e semplificare l'impostazione della corrente richiesta selezionando il resistore R1.
La dipendenza della tensione dal carico per la resistenza del resistore R1 = 75 kOhm è mostrata in fig. 2 (curva 4). In questo caso la corrente consumata, come nel caso di un transistor ad effetto di campo, varia da 6 a 10 mA, ma con una tensione di alimentazione inferiore a 7 V la tensione al carico cambia di meno. Ridurre la resistenza del resistore R1 di circa 1,5 volte (fino a 51 kOhm) porterà al fatto che il consumo di corrente varierà da 9 a 16 mA, ma la stabilità della tensione al carico sarà notevolmente più alta (curva 5). Pertanto, i vantaggi dello stabilizzatore, realizzato secondo lo schema mostrato in Fig. 4, è, in primo luogo, che lo stabilizzatore inizia a funzionare quando la differenza tra la tensione di alimentazione e la tensione di stabilizzazione del diodo zener è di 0,2 ... 0,3 V, e in secondo luogo, che selezionando il resistore R1, è possibile impostare la corrente richiesta attraverso il diodo zener. Inoltre, installando un condensatore con una capacità di 100.. .200 uF tra la base e l'emettitore del transistor, è possibile ridurre notevolmente l'ondulazione di tensione sul carico. Questo è molto importante negli alimentatori di rete. Gli svantaggi dello stabilizzatore includono un notevole effetto della temperatura ambiente e della tensione di alimentazione sulla corrente del collettore. Se la corrente di base del transistor viene resa stabile utilizzando uno stabilizzatore di corrente su un transistor ad effetto di campo (Fig. 5), la stabilità della tensione al carico sarà ancora maggiore. La corrente del collettore richiesta è impostata dal resistore di regolazione R2. Tuttavia, il dispositivo in questo caso diventa notevolmente più complicato, anche se sarà più economico, poiché la corrente consumata cambia poco quando cambia la tensione di alimentazione.
Le modifiche descritte del regolatore di tensione parametrico possono essere apportate a un dispositivo già prodotto sostituendo (secondo la Fig. 4) il resistore di zavorra con un transistor e installando il resistore R1 utilizzando il metodo di montaggio superficiale. Per uno stabilizzatore con un diodo zener a bassa potenza, è possibile utilizzare transistor delle serie KT208, KT209, KT361 con indici di qualsiasi lettera o simili, con una bassa tensione di saturazione collettore-emettitore. Si consiglia di utilizzare resistori fissi per MLH S2-33, trimmer - SP3. La regolazione si riduce all'impostazione della corrente richiesta attraverso il diodo zener dal resistore R1. Autore: I. Nechaev, Kursk
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