Параметрические стабилизаторы напряжения (ПСН)

7.1.назначение и основные параметры и характеристики ПСН

ПСН вторичного электропитания – это ПСНВЭ аппаратуры, в котором отсутствует цепь обратной связи и стабилизация осуществляется за счет использования нелинейных элементов, входящих в его состав [12, 22, 24, 61].

Такими элементами могут быть, например, кремниевый стабилитрон (чаще всего), а также дроссель насыщения или газоразрядный стабилитрон (так было раньше). У этих элементов с нелинейной вольтамперной характеристикой напряжение на электродах мало зависит от протекающего через элемент тока.

ПСНВЭ применяются для питания аппаратуры, с небольшой выходной мощностью. Особенно широко ПСНВЭ используется в качестве источников опорного (эталонного) напряжения в компенсационных стабилизаторах напряжения.

В последние годы в качестве источника опорного напряжения широко используются микросхема 142ЕН19.

Основные параметры кремниевого стабилитрона. Понятие о температурном коэффициенте напряжения (ТКН)

На рис.16 показана вольтамперная характеристика кремниевого стабилитрона.

а б

Рис.16

Параметрами, характеризующими работу стабилитрона, являются:

Напряжение стабилизации и соответствующий ему ток стабилизации .

В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются кремниевые стабилитроны с =(0,7-180)В, при типовом разбросе номинальных значений и и на токи стабилизации от единиц миллиампер до единиц ампер.

Максимально допустимый ток стабилизации ограничен значением максимально допустимой рассеиваемой мощности , зависящей, в свою очередь, от температуры окружающей среды.

Минимальный ток стабилизации определяется минимальным значением тока через стабилитрон, при котором еще полностью сохраняется работоспособность прибора. Между значениями и напряжение стабилизации изменяется незначительно.

Статическое сопротивление стабилитрона

- величина, определяемая отношением напряжения стабилизации к току стабилитрона в данном режиме

.

Дифференциальное сопротивление стабилитрона

- величина, определяемая отношением приращения напряжения стабилизатора на приборе к вызвавшему его малому приращению тока стабилизации в данном диапазоне частот

.

Рис.17

На рис. 17 приведена зависимость дифференциального сопротивления маломощных стабилитронов от напряжения стабилизации около 7-8 В. Далее, с увеличением дифференциальное сопротивление растет почти по линейному закону. Отсюда следует вывод, что при стабилизации напряжение постоянного тока, большего 14-16 В, для уменьшения вместо одного высоковольтного стабилитрона целесообразнее установить два или более последовательно включенных низковольтных стабилитронов.

Параллельное включение стабилитронов не допускается, так как у стабилитронов одного типа неизбежен разброс по напряжению стабилизации.

Температурный коэффициент напряжения стабилизации (ТКН).

Под абсолютным температурным коэффициентом напряжения при некотором токе понимается производная от по температуре перехода в установившемся температурном режиме

при .

Рис.18

Кроме абсолютного ТКН удобно пользоваться относительным ТКН . Температурные коэффициенты и удобно выражать соответственно в милливольтах на градус Цельсия или в процентах на градус Цельсия.

На рис.18 приведены зависимости и от напряжения стабилизации . Из рис. видно, что нулевые значения ТКН имеют место при напряжении стабилизации В.