Рассмотренный выше стабилизатор обеспечивает фиксированное выходное напряжение, величина которого зависит от типа применяемого стабилитрона. В практике радиолюбителя приходиться собирать и налаживать различные устройства, которые работают от разных напряжений. Иметь множество источников на все случаи жизни очень неудобно. А можно ли иметь один источник, который мог бы изменять свое выходное напряжение? Можно, если в стабилизатор добавить всего одну деталь – переменный резистор. Он подключается параллельно стабилитрону (рис. 4.5) и с него снимают опорное напряжение для управления выходным транзистором. Каким образом происходит регулировка напряжения?

 

 

Рис.4.5 Параметрический стабилизатор с регулируемым выходным напряжением

 

У параметрического стабилизатора напряжения (рис. 4.2) есть существенный недостаток – сравнительно небольшой максимально допустимый ток нагрузки I нагр. max. который обычно равен или даже меньше максимального тока, протекающего через стабилитрон ( I ст. max ). Кроме того, у такого стабилизатора невелик и коэффициент полезного действия, поскольку через стабилитрон постоянно должен протекать ток не меньше I ст. min. и не более I ст. max.

Как же улучшить работу стабилизатора напряжения? Делают это путем добавления транзистора, (рис. 4.3) включенного по схеме эмиттерного повторителя ( или по схеме с общим коллектором ), по сути дела он является усилителем тока стабилитрона который увеличивает его в h 21э раз (h 21э - статический коэффициент усиления тока базы в схеме с общим эмиттером).

Рис. 4.2.1 Параметрический стабилизатор с транзистором

В этом случае максимальный выходной ток стабилизатора Iвых. max. зависит от используемого стабилитрона и h 21э транзистора и может быть найден по формуле:

Iвых. max.(mA) = h 21э * I ст. max.(mA)

Если какой-либо источник постоянного напряжения, получающий энергию от промышленной сети переменного тока, отождествить с живым организмом, то трансформатор можно будет считать его сердцем. Удивительно, но трансформатор сам по себе не может работать на постоянном токе. Выходное напряжение трансформатора — это всегда переменное напряжение, которое должно быть выпрямленным и стабилизировано с тем, чтобы на выходе устройства получить постоянное напряжение.

Самый простой трансформатор состоит из двух катушек, называемых обмотками трансформатора и намотанных проводом, покрытым изоляционным материалом, на одном cepдечнике из магнитного материала, который называют магнитопроводом. Иногда каждая из обмоток располагается на своем сердечнике, однако всегда обеспечивается физическое взаимодействие магнитных полей, создаваемых обмотками, с тем чтобы энергию, подводимую к одной из обмоток, можно было передать в другую обмотку.

Основное назначение трансформатора определяется его названием: он трансформирует или преобразует значение напряжений, подводимых от внешних источников. Обмотка трансформатора называют первичной и вторичной. На рис. 3.1 условно показаны слева первичная обмотка, справа вторичная обмотка и в центре стальной сердечник.

 

Рис.3.1

Полупроводниковые стабилитроны, работающие в режиме пробоя р-п перехода, можно успешно использовать в качестве стабилизаторов напряжения. Различные типы стабилитронов имеют номинальные напряжения пробоя от 2,4 до 200 В с допустимым отклонением 5—20 % номинального значения. В стабилизаторах этого типа использу­ется нелинейное свойство вольт-амперных характеристик стабилитронов, а именно свойство сохранять почти постоянным напряжение при изменении тока через прибор, при этом изменяется сопротивление стабилитрона по постоянно­му току, определяемое как результат деления напряжения пробоя на ток, протекающий через стабилитрон. Так как напряжение почти постоянно, то сопротивление уменьша­ется с ростом тока и, напротив, увеличивается, если ток уменьшается.

В параметрических стабилизаторах напряжения стаби­литрон включен последовательно с балластным резистором Rs, имеющим постоянное сопротивление, и параллельно с нагрузкой R_L (рис. 4.2).

Рис.4.2

На рис. 4.1 представлена резистивная цепь, поясняющая принцип работы параллельного стабилизатора. Стабилизирующий или регулирующий элемент с регулируемым сопро­тивлением Rv включен параллельно с нагрузкой R_L. Стабилизация достигается таким изменением сопротивления Rv, при котором выходное напряжение остается постоянным с заданной точностью.

Рис.4.1

Любое электронное оборудование нормально функционирует при том или ином диапазоне изменения напряжения питания. В большинстве случаев пределы изменения питаю­щего напряжения должны быть очень незначительны. По­этому, как правило, простейшие источники напряжения, рассмотренные нами, непосредственно не могут быть ис­пользованы, а требуется применение специальных схем — стабилизаторов напряжения.