Teoria: reguladores de tensão. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Quando a tensão da rede e a corrente de carga mudam, a tensão de saída do retificador também muda, às vezes significativamente. Em alguns casos (por exemplo, ao alimentar o estágio final de um UMZCH), isso é bastante aceitável, mas, digamos, para rádios, geradores e outros dispositivos eletrônicos, a tensão deve ser estável quando a corrente de carga muda. Você não pode ficar sem um estabilizador aqui. Ao mesmo tempo, este dispositivo desempenha outra função - reduz ao mínimo a ondulação da tensão de alimentação.

A base do estabilizador mais simples (Fig. 68a) é um circuito de resistor R1 e diodo zener VD1. Um diodo zener é um diodo especial conectado em polaridade reversa e operando em modo de ruptura reversível de avalanche. Se você aumentar a tensão reversa no diodo zener, a princípio a corrente será pequena e, ao atingir a tensão de estabilização (isso está indicado nos dados de referência), aumentará acentuadamente. Para limitar o aumento da corrente através do diodo zener, ele é ligado através do resistor R1 (este é o chamado resistor de lastro). A corrente através do diodo zener é calculada usando a fórmula I = (Uin - UCT)/R. Assim, a tensão de entrada deve ser sempre maior que a tensão de saída estabilizada.

Ao alimentar dispositivos de baixa potência, eles geralmente se contentam com um estabilizador simples, removendo a tensão de saída do diodo zener. Quando calculada usando esta fórmula, a corrente I deve incluir tanto a corrente do diodo zener (geralmente 5...20 mA) quanto a corrente de carga (da mesma ordem).

Em correntes de carga mais altas, é utilizado um transistor VT1 adicional, conectado como seguidor de emissor (Fig. 68b). Ele “repete” a tensão de base estabilizada na carga. A tensão de saída Uct é aproximadamente 0,7 V (queda de tensão na junção base-emissor) menor que a tensão nominal de estabilização do diodo zener. Para altas correntes de carga, é usado um transistor composto.

Um diagrama de um estabilizador mais avançado é mostrado na fig. 69.

O diodo Zener VD1 é selecionado para uma tensão aproximadamente igual à metade da saída estabilizada Ust. A mesma tensão é fornecida à base do transistor de controle de baixa potência VT2 do divisor de tensão R2 - R4. Se por algum motivo a tensão de saída diminuir, essa alteração será totalmente transmitida através do diodo zener para o emissor do transistor VT2, enquanto em sua base a variação da tensão será menor. Como resultado, o transistor abrirá ligeiramente e sua corrente de coletor aumentada abrirá o poderoso transistor regulador VT1, compensando a queda na tensão de saída. À medida que a tensão de saída aumenta, ambos os transistores são desligados. A regulação ocorre, portanto, devido a um forte feedback negativo.

Como o sinal de controle é gerado a partir de uma tensão de saída já estabilizada, os parâmetros do estabilizador com um circuito simples são bastante elevados. Uma vantagem adicional do estabilizador é que ele não tem medo de curtos-circuitos na saída - durante um curto-circuito, a tensão de controle também desaparece, fazendo com que ambos os transistores fechem. A corrente de operação da proteção depende principalmente da corrente do diodo zener, que é selecionada pelo resistor R1.

Existem muitos projetos de estabilizadores de tensão, mas todos eles têm uma desvantagem significativa - a tensão de entrada deve ser maior que a tensão de saída estabilizada, na mesma corrente, como resultado, parte da potência do retificador se transforma em calor e é dissipada no dissipador de calor do transistor de controle. Essa desvantagem é eliminada na troca de estabilizadores que possuem alta eficiência.

Autor: V.Polyakov

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