Вплив нестабільності ерс стабілітрона на вихідну напругу псн

 

Користуючись (3.9), знайдемо коефіцієнт нестабільності ПСН за зміною еквівалентної ЕРС стабілітрона . Незмінними і рівними нулю при цьому будуть .

 

                              .                           (3.16)

 

При отриманні результату (3.16) враховано, що .

У звя'зку з тим, що , зміни еквівалентної ЕРС стабілітрона практично повністю передаються на вихід стабілізатора.

 

Графічний розрахунок режиму роботи ПСН  

 

Отримані у попередньому підрозділі аналітичні вирази дозволяють знайти показники ПСН при малих коливаннях струму та напруги. Для того, щоб знайти положення робочої точки на ВАХ стабілітрона, необхідно провести розрахунок, враховуючи нелінійність характеристики. Такий розрахунок дозволить також знайти показники ПСН при значних коливаннях струму навантаження.

Поширеним методом розрахунку статичного режиму роботи нелінійного кола є графічний метод. Він відрізняється наочністю та дозволить у нашому випадку провести грубу оцінку показників стабілізації [3].

На рисунку 3.7 наведена ВАХ стабілітрона 1 та навантаження 2. Оскільки навантаження і стабілітрон увімкнені паралельно, то для побудови сумарної ВАХ необхідно скласти їх струми.

Крива 3 являє залежність . Відклавши на осі ординат вхідну напругу , побудуємо із цієї точки характеристику резистора Rг (пряма 4).

Точка перетину прямої 4 з ВАХ 3 визначає режим роботи ПСН, який встановився при напрузі . Якщо змінювати , то пряма 4 буде зміщуватися паралельно собі і відповідно зміщується робоча точка на ВАХ 3.  

 

Рисунок 3.7 – Графічний розрахунок параметричного стабілізатора

 

При зміні вхідної напруги від  до  напруга на навантаженні міняється від  до . Видно, що вихідна напруга змінюється у менших межах, ніж вхідна. Нестабільність вихідної напруги можна оцінити коефіцієнтом стабілізації [3]:

 

               .             (3.17)

Зміна величини резистора Rг веде до зміни кута φ (пряма 4¢ відповідає збільшеному значенню Rг) та зміщенню місця робочої точки на залежності 3.

З виразу (3.14) слідує, що для збільшення коефіцієнта стабілізації  ПСН необхідно збільшувати Rг. Однак, як видно із графіка, збільшення Rг (кут φ збільшується) призводить до зменшення струму стабілітрона і виходу робочої точки на нелінійну ділянку залежності 3, де коефіцієнт стабілізації менший.

Зі збільшенням струму навантаження і незмінних інших параметрах ПСН крива 3 стає більш лінійною і зміщується вправо. При цьому робоча точка зміщується на більш нелінійну частину кривої, і при зміні  діапазон коливань вихідної напруги збільшується – коефіцієнт стабілізації зменшується.

 

Стабілізатори напруги на стабілітронах