Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Zasilanie do twojego projektu, część 3. Stabilizatory liniowe

Twój projekt wydaje się być skończony i gotowy do uruchomienia, lecz zadanie nie jest jeszcze wykonane dopóki nie zastosujesz odpowiedniego źródła zasilania. Rozwiązanie tego problemu może być tak proste, jak zastosowanie gotowego zasilacza o odpowiednich parametrach, bądź też tak złożone, jak zbudowanie własnego systemu zasilania z zasilaniem impulsowym, kilkoma wyjściami oraz podtrzymaniem bateryjnym. Nasz kurs ma za zadanie pomóc w rozwiązaniu tej kwestii i dostarczyć wiedzy na temat ważnych aspektów zasilania układów elektronicznych. W trzeciej części niniejszego kursu zajmiemy się stabilizatorami liniowymi. Te relatywnie tanie, łatwe w użyciu układy stanowią podstawę dla każdego prostego, lecz efektywnego źródła zasilania. W tym miesiącu zaprezentujemy również dwa projekty praktyczne. Pierwszym z nich jest moduł ze stabilizatorem napięcia o stałym napięciu wyjściowym, podczas gdy drugi umożliwi regulację napięcia wyjściowego w zakresie od 1,5 do 13,5 V i uzyskania wydajności około 0,6 A. W połączeniu z prezentowanym w zeszłym miesiącu praktycznym projektem prostego zasilacza prądu stałego, mogą spełniać funkcję zasilacza laboratoryjnego wspomagającego proces budowy i testowania układów elektronicznych.
Article Image

Stabilizacja napięcia

Prawdopodobnie najbardziej oczywistym rozwiązaniem problemu zapewnienia zasilania o stałym napięciu jest użycie stabilizatora liniowego. Może on bazować na elementach dyskretnych, być dedykowanym układem scalonym, bądź też stanowić kombinację obu technik.  Stabilizacja napięcia wyjściowego źródła zasilania jest istotna niemal w każdych zastosowaniach. W zależności od potrzeb, można uzyskać ją na kilka sposobów, lecz najprostszą z nich jest zastosowanie diody Zenera bocznikującej obciążenie, jak pokazano na rysunku 3.1. Niestety ten prosty sposób posiada istotne ograniczenia i jest przydatny wyłącznie dla zastosowań o niskim poborze prądu (poniżej 100 mA). W praktyce taki układ stabilizuje napięcie (patrz nasze zeszłomiesięczne rozważania) z dokładnością 10% lub lepszą, z rezystancją wyjściową mniejszą niż 20 Ω.

Rysunek 3.1. Prosty stabilizator napięcia z diodą Zenera

Aby zrozumieć lepiej te wartości, warto przyjrzeć się prostemu przykładowi. Na rysunku 3.1 dioda Zenera 4,7 V połączona jest równolegle z wyjściem, więc suma prądów diody i obciążenia będzie płynąć przez podłączony szeregowo rezystor R1 o wartości 100 Ω. Wykres stabilizacji obciążenia przedstawiony jest na rysunku 3.2. Wskazuje on, że maksymalny prąd obciążenia takiego układu (w punkcie, w którym stabilizacja „kończy się”) to około 70 mA. W tymże punkcie napięcie wyjściowe spada do około 4,5 V (zauważ, że napięcie wyjściowe bez obciążenia wynosi niewiele poniżej 5 V). Stosując zależności omówione w pierwszej części kursu oraz informacje wynikające z rysunku 3.2 możemy określić wartości stabilizacji obciążenia oraz rezystancji wyjściowej, wynoszących odpowiednio 9,1% oraz 6,4  Ω. 

Rysunek 3.2. Wykres stabilizacji obciążenia dla stabilizatora napięcia z diodą Zenera z rysunku 3.1
Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Tematyka materiału: zasilanie, wybór zasilania, źródło zasilania, baterie, Rodzaje i specyfikacje zasilaczy, Sprawność, Zabezpieczenie, Obciążenie ciągłe, Obciążenie szczytowe, Cykl pracy, Tętnienia i szumy, Niezawodność, Krytyczność, Łatwość konserwacji, Środowisko, Stabilizacja napięcia, Rezystancja wyjściowa
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2022
Udostępnij
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"