パラメトリック電圧安定器の改善。スキーム、説明

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パラメトリック電圧安定器の改善。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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ツェナーダイオードに基づくパラメトリック電圧安定器は、さまざまな電子機器の開発や構築において、アマチュア無線家、特に初心者によって広く使用されていますが、徐々に統合型電圧安定器に置き換えられています。パラメトリック電圧安定器の回路を図に示します。 1. バラスト抵抗 Rb とツェナーダイオード VD1 で構成され、負荷 Rн が並列に接続されます。

パラメトリック電圧レギュレータの改善

負荷電流とツェナーダイオード電流は抵抗 Rb を流れ、その値は動作領域内で負荷電流とツェナーダイオード電流の両方を提供するような値でなければなりません。さらに、この条件は電源電圧のすべての値に対して満たされる必要があります。このため、このような安定剤の効率と安定化係数は通常低いです。図では、図 2 は、電源電圧 (入力) に対する負荷電圧の依存性をグラフで示しています。詳細は図に示されており、電源電圧の 6 V から 9 V への変化が示されています。曲線 1 は抵抗 Rb = 100 オームで取得され、曲線2 - Rb = 300 オームの場合。最初のケースでは、スタビライザーによって消費される電流は 6 ～ 30 mA まで変化しますが、電源電圧が 7 V 未満になると、負荷電圧は急激に減少し始めます。 5 番目のケースでは、電流は 11 ～ XNUMX mA まで変化し、安定化効果は非常に弱いです。

パラメトリック電圧レギュレータの改善

抵抗器の代わりに、電流安定器の特性を持つデバイス、たとえば適切に接続された電界効果トランジスタを設置すると、安定器のパラメータを改善できます(図3)。

パラメトリック電圧レギュレータの改善

図では、図 2 の曲線 3 は、初期ドレイン電流が 10 mA の電界効果トランジスタを使用した場合の、負荷電圧の入力電圧に対する依存性を示しています。この場合、消費電流も 6 ～ 10 mA と変化しますが、負荷での電圧安定性は著しく高くなります。ただし、電源電圧が 7 V 未満の場合、負荷の電圧も著しく低下します。これは、ドレイン・ソース間電圧が 1 ... 1,5 V 未満では、電界効果トランジスタの安定化特性が急激に低下するためです。さらに、必要なパラメータを備えた電界効果トランジスタを選択することは、それほど簡単ではありません。

電界効果トランジスタをバイポーラトランジスタに置き換える場合（図4）、抵抗R1を選択することでスタビライザのパラメータを改善し、必要な電流の設定を簡素化できます。

パラメトリック電圧レギュレータの改善

抵抗器の抵抗値 R1 = 75 kOhm に対する負荷の電圧の依存性を図に示します。 2 (曲線 4)。この場合、電界効果トランジスタの場合と同様に、消費電流は 6 ～ 10 mA と変化しますが、電源電圧が 7 V 未満であれば、負荷の電圧の変化は小さくなります。抵抗器 R1 の抵抗値を約 1,5 倍 (最大 51 kOhm) に下げると、消費電流は 9 ～ 16 mA に変化しますが、負荷における電圧の安定性は著しく高くなります (曲線 5)。

したがって、図に示すスキームに従って作成されたスタビライザーの利点は次のとおりです。 4 は、第一に、電源電圧とツェナーダイオードの安定化電圧の差が 0,2 ～ 0,3 V のときにスタビライザーが動作し始めること、第二に、抵抗 R1 を選択することで、必要な値を設定できることです。ツェナーダイオードを流れる電流。さらに、トランジスタのベースとエミッタの間に容量 100 ～ 200 uF のコンデンサを取り付けることにより、負荷の電圧リップルを大幅に低減できます。これは主電源では非常に重要です。スタビライザの欠点には、コレクタ電流に対する周囲温度と電源電圧の顕著な影響が含まれます。

電界効果トランジスタの電流安定化装置を使用してトランジスタのベース電流を安定させると (図 5)、負荷における電圧の安定性はさらに高くなります。必要なコレクタ電流はトリミング抵抗 R2 によって設定されます。ただし、この場合のデバイスは、電源電圧が変化しても消費電流がほとんど変わらないため、経済的ではありますが、著しく複雑になります。

パラメトリック電圧レギュレータの改善

パラメトリック電圧レギュレータの説明した変更は、(図 4 に従って) バラスト抵抗をトランジスタに置き換え、表面実装方法を使用して抵抗 R1 を取り付けることによって、すでに製造されたデバイスに行うことができます。低電力ツェナーダイオードを備えたスタビライザーの場合、コレクタエミッタ飽和電圧が低い、任意の文字インデックスまたは類似のトランジスタを備えた KT208、KT209、KT361 シリーズのトランジスタを使用できます。固定抵抗器はMLH S2-33、トリマー-SP3の使用を推奨します。調整は、結局のところ、抵抗 R1 によってツェナーダイオードを流れる必要な電流を設定することになります。

著者: I. Nechaev、クルスク

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