И.П. Жеребцов - Основы электроники (1115520), страница 93
Текст из файла (страница 93)
Схема включения стабилитрона приходится на долю резистора И р. Напряжение на стабилнтроне и на нагрузке почти постоянно (лишь незначительно возрастает), если изменение тока стабилитрона не выходит за пределы режима нормального катодного падения. Расчет сопротивления Е, делают по закону Ома. Если напряжение Е изменяется в обе стороны от среднего значения Еиь то Я,>„р — — (Е,р — У, )/(1,р -Ь 1„), (21.2) где 1,р — средний ток стабилнтрона, равный 0,5(1 ы+ 1 .„), а 1„— ток нагрузки„ 1н (/ст/~я.
Значение Е,р определяется по максимальному и минимальному напряжению источника как Е„, = 0,5 (Е;„+ Е,„). (21.3) После расчета Е,„р следует проверить, сохранится ли стабилизация при изменении напряжения от Е ы до Е„,„. Это делается следующим образом. При изменении тока стабилитрона от 1яы до 1,„ напряжение на К, изменяется на /~Е=Еса(1„,„ — 1,„). Стабилизация возможна при изменении Е не более чем на ЛЕ.
Если АЕ ( Е,„— — Е;„, то стабилизация будет не во всем диапазоне изменения Е, а только в части его„причем эта часть тем меньше, чем меньше АЕ. Поскольку 1,„и 1,„для данного стабилитрона постоянны, то значение ЬЕ пропорционально Е,„р. Но значение Е, тем больше, чем больше разинца между Е и У н чем меньше 1„. Таким образом, стабилизация в более широких пределах возможна при более высоком напряжении источника и более низком токе нагрузки.
Однако при этом снижается КПД: Если ток нагрузки большой, то сопротивление Я„р мало и стабилизация происходит в очень узких пределах изменения напряжения Е, что невыгодно. Поэтому имеет смысл применять стабнлитроны при токах 1„, не превышающих значительно ток 1,„. Для стабилизации более высоких напряжений стабилитроны соединяют последовательно, обычно не более двух- трех.
Они могут быть на разные напря- 293 жения, но должны иметь одинаковые токи 1,„и 1 „. Соединенные последовательно стабилитроны используются в качестве делителя, дающего различные стабильные напряжения. Потребители подключаются к одному или нескольким стабилитронам. Например, от трех стабилитронов на 75 В можно получать напряжения 75, 150 и 225 В. Иногда напряжение на потребителе должно отличаться от стандартных напряжений стабилитронов 75, 105, 150 В и так далее или от комбинаций этих напряжений.
Тогда включают стабилитрон (нли несколько стабилитронов) на ближайшее большее напряжение и поглощают излишек напряжения в добавочном резисторе й„,п, включенном последовательно с резистором й„(рис. 21.9). Например, если требуется получить стабильное напряжение 120 В при токе 1„ = 10 мА, то берут стабилитрон на 150 В, а излишек напряжения 30 В гасят в резисторе сопротивлением йл,а = = 30:10= 3 кОм. Параллельное соединение стабнлитронов не применяется, так как различные экземпляры стабилитронов данного типа не имеют одинаковых напряжений У, и У .
При подаче напряжения на параллельно соединенные стабилитроны разряд возникает лишь в том, у которого напряжение У, наименьшее. Напряжение на нем скачком понижается, и в остальных стабилитронах разряда не будет. Если бы он даже и возник, то вследствие различия напряжений стабилизации одни нз стабилитронов работали бы с недогрузкой, другие— с перегрузкой. Возможно даже, что какойто стабилитрон работал бы в режиме аномального катодного падения. Он не будет участвовать в стабилизации, а станет дополнительной бесполезной нагрузкой и уменьшит пределы стабили- зации по напряжению.
Конечно, можно подобрать близкие по параметрам стабилитроны, но это сложно и ненадежно, так как с течением времени их параметры меняются. Эффехтнвность стабилизации оценивают коэффициентом сщабилиэации lе . Он показывает, во сколько раз относительное изменение напряжения стабилитрона Л1! !У меньше относительного изменения напряжения источника !1Е)Е, т. е. !ге)е ЬУ„/У Стабилитрон обеспечивает )е = 10 —: 20.
Например, если )е = 10, Е = 200 В и У = 75 В, то при изменении напряжения источника на !гЕ = 40 В, т. е. на 20;,м напряжение стабилитрона изменится только на 1,5 В, т. е. на 2 %. Коэффициент стабилизации увеличивается прн каскадном соединении стабилитронов (рис. 21.10). В схеме напряжение первого стабилитрона Лг подается через ограничительный резистор Я„рг на второй стабилитрон Лг, параллельно которому присоединен потребитель. Если коэффициенты стабилизашеи стабилитронов )е , и й г, то общий коэффициент стабилизации "ее = )еееАтг.
(21.5) Прн двух стабнлитронах получается коэффициент )е от 100 до 400. Недостаток схемы — снижение КПД, так как потери будут в двух стабилитронах и двух ограничительных резисторах. Более двух стабилитронов обычно не включают. Стабилитрон Лг должен быть рассчитан на более низкое напряжение, нежели Л,. Напряжение У ~ можно считать постоянным и вести расчет сопротивления Я, г на ток стабилитрона Рис.
21.9. Схема понижения стабильного напряжения с помощью добавочного резистора 294 Рис. 21.10. Каскадное включение стабипитро- иов Лз, лишь немного превышающий минимальный. Стабилитроны также применяют для стабилизации напряжения при изменяющемся сопротивлении нагрузки и постоянном напряжении источника Е. Расчет сопротивления К„р в этом случае проводится описанным методом. Если ток 1„ меняется от минимального значения 1„„, соответствующего К„, до максимального значения 1„, соответствующего К„, то Когр = (Š— 1/ст)/(1««+ 1нт) (21 6) где 1,р — средний ток стабилитрона, а 1«,р — средний ток нагрузки, 1.
=05(1 ь+1 ) (217) В этом режиме общий ток пере- распределяется между стабилитроном и нагрузкой. Например, если ток нагрузки возрастает, то ток стабилитрона почти на столько же уменьшается, а напряжение Н и общий ток почти постоянны. Следовательно, и падение напряжения на ограничительном резисторе Я,„р изменяется незначительно. Так и должно быть, поскольку У + Ук = Е = сопки Конечно, стабилизация возможна при токе стабилитрона в пределах от 1 ы до 1 „„. Изменение тока нагрузки не должно превышать наибольшее изменение тока стабилитрона, т.
е. условием стабилизации является неравенство 1еив* — 1«ме ~ 1,п., — 1ты Р18) Стабилитрон имеет различное внутреннее сопротивление постоянному и переменному току. Кроме того, значение Кв в зависимости от тока меняется от единиц до десятков килоом. Например, у стабилитрона, имеющего У„= 150 В, 1,„= 30 мА и 1„ы —- = 5 мА, сопротивление Ко меняется от 5 до 30 кОм. А внутреннее сопротивление переменному току К, значительно меньше. Пусть, например, для того же стабилитрона при изменении тока от 5 до 30 мА напряжение У„меняется на 2,5 В. Тогда К, = ЬУ /Ы = 2,5/25 = 0,1 кОм. Для переменного тока стабилитрон эквивалентен конденсатору большой ем- кости (при частоте 50 Гц сопротивление 0,1 кОм соответствует емкости 32 мкф).
Поэтому в выпрямителях стабилитроны обеспечивают дополнительное сглаживание пульсаций, 21,4. ТИРАТРОНЫ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА Широкое применение получили тиратроны тлеюн1его разряда (тир«троны с холодным катодом) с тремя или более электродами. Они используются в автоматике, в репейных и счетных схемах, а также в импульсных генераторах и других устройствах.
Название «тиратрон» происходит от слова «электрон» и греческого слова 1)зуга (дверь), подчеркивающего возможность «открывания» 1отпирания) тиратрона с помощью сетки. В трехэлектродных тиратронах тлеющего разряда между анодом и катодом расположен третий электрод, называемый сеткой или пусковым электродом. Сетка в тиратроне обладает более ограниченнымдействием, нежелив электронных электровакуумных триодах.
В последних, изменяя напряжение сетки, можно полностью управлять анодным током, т. е. регулировать его от нуля до максимального значения. А в тиратроне с помощью сетки можно только отпирать тиратрон, но нельзя изменять анодный ток. После возникновения разряда сетка теряет управляющее действие. Прекратить разряд в тиратроне можно только понижением вводного напряжения до значения, при котором разряд не сможет существовать, или разрывом анодной цепи. На рис: 21.11 показано устройство одного из тиратронов тлеющего разряда.
Расстояния между электродами и давление газа подбираются так, что между сеткой и катодом возникает самостоятельный темный разряд при более низком напряжении, чем напряжение между анодом и катодом. А затем может возникнуть тлеющий разряд между катодом и анодом, если напряжение анода будет достаточным. При этом ток сетки составляет единицы или десятки микроампер, а ток анода может быть в 295 Рис. 21,11. Усгройство и пусковая характеристика тира- трона тлеющего разряда 1 — вторая сст«я; 2 — анод; 3— «я«од; 4 — первая сетха В 150 100 6(Ц О 5 10 15 мМ тысячи раз ббльшим (единицы или десятки мнллиампер). Напряжение возникновения разряда в анодной цепи (2, тем ниже, чем больше ток сетки 1,.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
