Автор: В данной статье мы рассмотрим как работает стабилизатор напряжения на стабилитроне, с применением биполярного транзистора. Это подход, основанный на использовании усиленного стабилитрона, позволяет создать стабилизированное выходное напряжение с более эффективным управлением мощностью.
Предположим, что резисторы R2 и R3 имеют одинаковые значения. Это обеспечивает достаточное смещение для базы транзистора, что в свою очередь позволяет ему работать в оптимальных условиях. Минимальное прямое напряжение между базой и эмиттером, необходимое для работы транзистора, составляет примерно 0,7 В.
Как работает стабилизатор напряжения
Транзистор начнет проводить ток, когда напряжение на его базе превысит этот уровень, причем верхняя граница может составлять около 1 В в зависимости от конкретных характеристик транзистора. Из этого следует, что выходное напряжение схемы будет стабилизировано примерно на уровне 1 В. Однако выходная мощность этой стабилизированной цепи будет зависеть от мощности самого транзистора и значения подключенного нагрузочного сопротивления.
В этом контексте использование усиленного стабилитрона позволяет добиться более высокой стабильности и обеспеченности работы, особенно при изменении условий нагрузки. Тем не менее, это значение можно легко изменить или настроить на любой желаемый уровень, просто изменив величину резистора R3. Более простым решением будет заменить резистор R3 на потенциометр. Диапазон значений резисторов R2 и R3 (или потенциометра) может составлять от 1 кОм до 47 кОм, что позволит плавно регулировать выходное напряжение от 1 В до максимального уровня питания в 24 В.
Для повышения точности можно использовать следующую формулу для расчёта делителя напряжения:
Выходное напряжение = 0,65 (R1 + R2)/R2
Недостаток этой схемы
Однако у этой схемы есть и недостатки. Одним из основных является высокая мощность рассеяния, которая увеличивается в зависимости от разности между входным и выходным напряжением.
Для корректной настройки значения нагрузочного резистора R1 в зависимости от выходного тока и входного питания можно воспользоваться следующими расчетами.
Предположим, что необходимо получить выходное напряжение в 5 В при токе 20 мА, а входное напряжение питания равно 12 В.
Используя закон Ома, мы можем рассчитать:
Нагрузочный резистор = (12 – 5) / 0.02 = 350 ом
Мощность при этом составит:
Мощность = (12 – 5) х 0,02 = 0,14 Вт или достаточно просто резистор 0.25 Вт.
На этом я заканчиваю рассмотрение схемы стабилизации напряжения на одном транзисторе. Оставляйте свои комментарии. До встречи в следующих статьях!
