LCAA N.5 DODA ZN ÎN CCT D TABLZA PAAMTCA Ş ÎN APLCAŢ PCAL 1. Principiul e funcţionare al stabiliatorului parametric Pentru menţinerea funcţionării aparaturii electronice la parametrii proiectaţi, una in coniţiile principale este aceea a asigurării unei tensiuni constante e alimentare. Moificarea tensiunii peste limitele amise uce la funcţionarea efectuoasă a echipamentelor sau chiar la istrugerea acestora. Dioele ener sunt folosite atât la stabiliatoarele parametrice cât şi la cele e compensare pentru a asigura alimentarea cu tensiuni constante a iferitelor blocuri şi subansamble in aparatura electronică. Montajele e stabiliare parametrică cu ioe ener se baeaă pe faptul că tensiunea la bornele ioei preintă moificări foarte mici faţă e variaţia curentului care o străbate. a r + cato DZ - ano b Fig.1 chema electrică a stabiliatorului e tensiune cu ioa ener În fig.1 se preintă schema electrică a unui stabiliator parametric e tensiune cu ioa ener şi reistenţa e balast. Funcţionarea stabiliatorului este următoarea: în caul creşterii tensiunii e intrare, curentul va creşte oar pe seama creşterii 57
FLON MHA TFC LCTONCA FZCĂ LCĂ PACTC curentului prin ioa ener,curentul prin rămânân constant. Cele arătate sunt valabile numai acă curentul prin ioă rămâne înscris în omeniul e stabiliare. tabiliarea se obţine şi în caul moificării reistenţei e sarcină. În fig.1 s-a repreentat reistenţa internă r a sursei. De regulă această reistenţă este e valoare reusă (sub 1ohm) şi e aceea în serie cu sursa se conecteaă reistenţa enumită reistenţa e balast, pe care cae iferenţa e tensiune între tensiunea e alimentare şi tensiunea pe ioa ener. Coniţiile e ranament limiteaă superior valoarea reistenţei. Pentru analia cantitativă în schema e stabiliare se amite cu o aproximaţie bună că în omeniul e funcţionare ioa ener poate fi înlocuită cu o tensiune electromotoare, în serie cu o reistenţă e valoare constantă. În fig.2 se preintă schema echivalentă a montajului (s-a neglijat r ). + - Z Z b Fig.2. chema echivalentă a stabiliatorului parametric cu ioa ener criin ecuaţiile lui Kirchhoff pentru circuit se obţine sistemul: = + = - + (1) = + eolvân acest sistem în raport cu se obţine: (2) 1 58 + - a
LCAA N.5 Dioa ener în circuite e stabiliare parametrică şi în aplicaţii speciale Pentru ca circuitul să stabiliee valoarea lui trebuie astfel aleasă încât punctul e funcţionare al ioei să nu iasă e pe caracteristica e stabiliare, aică să variee între M şi m. Curentul prin ioă va avea valoarea maximă M atunci cân: = M ; = M ; = m (3) mpunân coniţiile (3) în expresia (2) se obţine: M M m 1M 1 M M Curentul prin ioă nu trebuie să fie mai mic ca m pentru caul extrem în care: (4) = m ; = m ; = M Coniţiile (5) introuse în relaţia (2) conuc la: m m M m 1 m eistenţa trebuie să satisfacă coniţia: m < < M m (5) (6) (7) criin sistemul e ecuaţii (4.1) şi explicitân se găseşte expresia tensiunii e ieşire: (8) Coeficientul e stabiliare este: eoarece. 0 1 2 ct. 59 (9)
FLON MHA TFC LCTONCA FZCĂ LCĂ PACTC eistenţa internă a stabiliatorului este: i ct (10) Depenenţa e temperatură a tensiunii e ieşire este exprimată prin coeficientul e temperatură al stabiliatorului K 0, eterminat în special e coeficientul e temperatură al ioei ener: K θ θ ct θ (11) Coeficientul e temperatură al ioelor ener epine e tensiunea nominală şi e punctul e funcţionare. O micşorare a epenenţei coeficientului e temperatură al stabiliatorului, e curentul prin ioă se poate face prin conectarea în serie cu ioa ener a unei ioe polariate irect avân un coeficient e temperatură opus ioei ener. 2 Moul e lucru În carul lucrării practice va fi analiată funcţionarea unui stabiliator parametric cu ioa ener, proiectat conform exemplului preentat în continuare: e propune realiarea unui stabiliator parametric cu ioă ener care să furniee o tensiune e = 5V la un curent e sarcină cuprins între m = 40mA şi M = 80mA, ştiin că variaţiile tensiunii furniate e reresor sunt e ±20%. Consultân catalogul e componente electronice active, se alege pentru cerinţele impuse ioa PL 5V1Z prousă e P Băneasa, care are următorii parametri semnificativi: = 4,8 5,4V; (ispersie tehnologică); m =10mA; = 5Ω; α v = 1 10-4 / C, M =185mA, P M =1W. 60
LCAA N.5 Dioa ener în circuite e stabiliare parametrică şi în aplicaţii speciale a) e alege tensiunea e ieşire a reresorului astfel încât să acopere atât tensiunea care cae pe 1 cât şi scăerea cu 20% a tensiunii e reţea.. e alege: = 12V. e euce: M =14,4V; m =9,6V. b) e calculeaă omeniul e variaţie al reistenţei e sarcină: m = / M = 62,5Ω M = / m = 125Ω c) e etermină m şi M pe baa relaţiei (2) m 14,4V 5V 50,185A 5Ω 5V 0,185A 1 125Ω 125V 36,47Ω M 9,6V 5V50,01A 5Ω 0,01A 1 62,5Ω 5V 62,5Ω 46Ω ) e alege pentru valoarea 47Ω; e) e etermină puterea maximă isipată pe reistenţa : P M 2 (14,4V 5V) 47Ω 2 1,88W e va alege un reistor cu puterea e 3W (valoare stanariată). f) Coeficientul e stabiliare este: 47Ω 0 9,4 5Ω g) eistenţa internă a stabiliatorului este: Oată găsite valorile elementelor in circuit se poate trece la realiarea acestuia. În fig.3 se inică schema montajului experimental. 61
FLON MHA TFC LCTONCA FZCĂ LCĂ PACTC 5Ω 47Ω i 4,5Ω 47Ω 5Ω Vor fi analiate următoarele epenenţe funcţionale: A.Variaţia tensiunii e ieşire cu moificarea tensiunii pentru câteva valori ale reistenţei ( = 0 15V, = 75Ω, 100Ω, 125Ω, 270 Ω). B.Variaţia tensiunii e ieşire cu moificarea sarcinii ( =const., = 75Ω 150Ω). C. e vor verifica coniţiile impuse e relaţiile (4) respectiv (6) eterminânu-se m şi M. e vor etermina pe baa atelor experimentale: 1.Coeficientul e stabiliare în raport cu tensiunea e alimentare. 2.Coeficientul e stabiliare în raport cu sarcina 3.eistenţa iferenţială a stabiliatorului. ma ma + - V M4 M1 cato DZ ano M2 V M3 Fig.3. Montaj experimental: sursă e tensiune continuă reglabilă în omeniul 0 20V cu inicator al tensiunii furniate; M 1 M 2 miliampermetre; = 47Ω/3W, reistenţă e balast, reistenţă e sarcină (75Ω 270Ω/1W)- eventual variabilă în trepte (cutie cu reistoare); M 3 voltmetru electronic, DZ ioă Zener PL 5V1Z. M 4 voltmetru (facultativ ) 62