CUPRINS

ARGUMENT……………………………………………………………….2

CAP.I STABILIZATOARE ELECTRONICE…………………………...4

1.1 VALORI LIMITA ABSOLUTE………………………………….4

CAP.II STABILIZATOARE PARAMETRICE…………………………6

2.1.1 STABILIZATOARE DE TENSIUNE……………………………….6

2.1.2 VARIANTE DE STABILIZATOARE CU DIODA ZENER………..7

2.1.3 STABILIZATOR CU REPETOR PE EMITOR……………………..8

CAP.III ELEMENTE REGULATOARE PENTRU STABILIZATOARE DE

TENSIUNE CONTINUA…………………………………………………………11

3.1 STABILIZATOARE CU AMBELE POLARITATI…………………....13

3.1.1 STABILIZATOARE DUBLE……………………………………..13

3.1.2 STABILIZATOARE BIPOLARE…………………………………14

3.2 STABILIZATORUL AMPLIFICATOR……………………………....14

3.2.1 STABILIZATOARE RC…………………………………………..15

3.3 STABILIZATOARE CU INVERTOARE COMANDATE…………...15

3.4 STABILIZATOARE ALIMENTATE CU TENSIUNE REDRESATA

NEFILTRATA……………………………………………………………………16

3.5 STABILIZATOARE CU REACTIE ………………………………… 16

3.5.1 STABILIZATOARE CU REACTIE CU TENSIUNE AJUSTABILA IN

PLAJA RESTRANSA…………………………………………………………….17

3.5.2 STABILIZATOARE CU ERD…………………………………….17

3.5.3 STABILIZATOARE CU ERS…………………………………….18

BIBLIOGRAFIE………………………………………………………....20

1

ARGUMENT

Tensiunea sau curentul de alimentare pentru numeroase instalatii si aparate

industriale sau de laborator, trebuie mentinute constante cu o precizie mare, deoarece

eventuale abateri de la valoarea nominala pot introduce erori de functionare sau

masurare.Pentru mentinerea constanta a tensiunilor sau a curentilor de alimentare in

practica se utilizeaza stabilizatoare de tensiune sau de curent.

Tehnica actuala cunoaste un numar mare de dispozitive destinate stabilizarii

tensiunii sau curentului continuu sau alternativ.Clasificarea acestor dispozitive se

poate face astfel :

-dupa puterea pe care o controleaza

-tipul schemei

-tipul elementelor utilizate pentru stabilizare

-gradul de stabilizare sau natura sarcinii

Spre deosebire de acumulatoare sau baterii, sursele stabilizate prezinta

avantajul unui reglaj comod al marimii de iesire precum si performante tehnice

ridicate.Cu ajutorul redresoarelor se pot obtine tensiuni continue sau curenti

continui.Aceste marimi depind insa atat de tensiunea alternativa de alimentare, care

poate varia, cat si de sarcina care se poate modifica .Din aceasta cauza redresoarele nu

pot constitui surse directe de alimentare cu energie de curent continuu pentru

numeroase echipamente.

In principiu, stabilizarea unei tensiuni continue poate fii facuta fie inainte de

redresare, mentinand constanta tensiunea alternativa de alimentare a acestuia, fie dupa

redresor, intercaland intre acesta si sarcinile sale un element capabil sa preia variatiile

de tensiune .In general actiunea de stabilizare se bazeaza pe neliniaritatea

caracteristicilor termorezistentelor, tuburilor electronice, tuburilor ionice, diodele

semiconductoare, tranzistoarele sau a curbei de magnetizare a otelului.

2

Stabilizatoarele de tensiune sunt instalatii care asigura tensiuni de

alimentare constante pentru echipamentele de telecomunicatii.Aceste instalatii se

monteaza in general intre sursa de alimentare pana la limitele impuse de

performantele aparatului comutator,cand variaza:

-tensiunea sursei de alimentare;

-frecventa retelei;

-sarcina;

-conditiile de mediu(temperature,presiune).

Pentru alimentarea echipamentelor de telecomunicatii sunt necesare

stabilizatoare de tensiune continua,cat si stabilizatoare de tensiune alternative. Ele pot

fi actionate mecanic,electric sau electromagnetic. Analizand principiul de functionare

al stabilizatoarelor,dupa metoda folosita pentru mentinerea constanta a tensiunii se

deosebesc urmatoarele tipuri

3

CAPITOLUL I

STABILIZATOARE ELECTRONICE

Stabilizatoarele sunt circuite electronice intercalate intre sursa de alimentare

si consumator, cu rolul de a stabiliza tensiunea, curentul sau puterea furnizate

consumatorului, fata de variatiile tensiunii sursei ,ale rezistentei sarcini ,ale

temperaturii si ale altor factori perturbatori.In plus , sursa impreuna cu stabilizatorul de

tensiune prezentandu-se fata de sarcina ca un generator aproape ideal, cu o rezistenta

interna foarte mina, se reduce interactiunea intre diversi consumatori alimentati in

paralel.

Indiferent de structura lui, un stabilizator poate fii reprezentat ca un biport,la

care marimea de iesire depinde de tensiunea de intrare E, de rezistenta sarcini Rs, de

temperatura 0 si de alti factori perturbatori mai putin insemnati. Performantele

stabilizatoarelor :

-rezistenta interna

-coeficientul de variatie cu temperatura

-coeficientul de stabilizare absolut

Pentru majoritatea consumatorilor conteaza variatia relativa a tensiuni, asa

incat cel mai adesea se indica la stabilizatoare factorul de stabilizare relativ.

I.1.VALORI LIMITA ABSOLUTE

A 1). Tensiunea de intrare Vi[v]

2). Diferenta de tensiune intrare-iesire Vi-V0[v]

3). Puterea interna disipata Pdi [mw]

4). Temperatura de stocare Ts[c]

5). Temperatura ambianta de functionare Ta[c]

6). Rezistenta termica jonctiune-ambiant Rthj-a=[C/W]

4

B.Caracteristici electrice

a)Domeniul tensiunilor de iesire Vor[V]

b)Domeniul tensiunilor de intrare Vor[V]

c)Diferenta de tensiune intrare-iesire V1-V0[V]

d)Coeficientul de stabilizare cu tensiune de intrare Ku[ %/V]

e)Coeficientul de stabilizare cu sarcina Kl[%/Va]

f)Coeficientul mediu de stabilizare termica Kt[%/V0)

g)Curentul minim de iesire I0min[mA]

h)Curentul de limitare in scurtcircuit I0s[A]

i)Curentul consumat in gol Ib[mA]

j)Tensiunea de zgomot la iesire Vn0[%/V0]

k)Rejectia tensiuni de ondulatie Rr[dB] [mV/V] [%/V]

Datorita variatiilor sarcini redresorului cat si variatiile de tensiune ale retelei

prin redresare se obtin tensiuni care variaza.De aceea folosim circuite stabilizatoare

conectate intre redresor si sarcina.Stabilizatoarele electronice se clasifica dupa mai

multe criterii :

a)Dupa natura parametrului mentinut constant :

-stabilizator de tensiune

-stabilizator de curent

b)Dupa metoda de stabilizare :

-stabilizatoare electronice

-stabilizatoare parametrice

c)Dupa modul de montare al elementului de reglaj :

-stabilizatoare serie

-stabilizatoare derivatie

5

CAPITOLUL II

STABILIZATOARE PARAMETRICE

Acestea folosesc componente cu caracteristica tensiune-curent pronuntat

neliniara astfel incat intr-o anumita regiune de functionare la o variatie mare a

curentului corespunde o variatie mica a tensiunii.Aceste stabilizatoare sunt simple,dar

cu performante modeste si domeniul limitat pentru tensiuni si curenti.Ele servesc si ca

stabilizatoare auxiliare sau ca elemente de referinta pentru stabilizatoarele cu

amplificator de eroare.

II.1 STABILIZATOARE DE TENSIUNE

Functionarea stabilizatoarelor parametrice de tensiune se bazeaza pe

caracteristica in regim de avalansa a diodei Zener in figura 2.1 sau a tubului

stabilizator.Dioda Zener se poate echivala cu o baterie Uz in serie cu o rezistenta Rz

de valoare mica(2,5-25Ω).

Se vede ca pentru performante cat mai bune Rz trebuie sa fie cat mai mic, R cat mai

mare, Ko cat mai mic.

FIG 2.1 STABILIZATOR DE TENSIUNE CU DIODA ZENER

La cresterea temperaturii,caracteristica diodei Zener se modifica conform

liniei punctate, Uz scade si Rz creste.Exista deci un curent Iz optim la care

6

Ko=0.Adesea ,acest curent este foarte mic, deci , in general dioda Zener are

Ko>0.Folosind faptul ca o dioda in conductie directa are Ko=-2mV/C , se construiesc

diode stabilizatoare termocompensate prin conectarea in serie aunei diode Zener cu o

dioda obisnuita de Siliciu.Pentru ca diodele sa aiba aceeasi temperatura se realizeaza o

stuctura monolitica npn, diferita insa, desigur de configuratia de tranzistor.Rezulta Rz

sensibil, mai mare ,deci dispozitivul se poate folosi exclusiv ca etalon de tensiune.

FIG 2.2 SCHEMA ECHIVALENTA A STABILIZATORULUI

Pentru a se obtine rezistenta interna mica si coeficientul de variatie cu

temperatura scazut, s-au realizat circuite integrate simple cum ar fi TAA 550 produs si

de I.P.R.S Baneasa.Acesta cuprinde 3 diode Zener ,un tranzistor (T3) conectat ca

dioda multiplicata pentrucompensarea variatiei cu temperatura si 2 tranzistoare

(T1,T2) cu rol de amplificator de curent.

II.2 VARIANTE DE STABILIZATOARE CU DIODA ZENER

Domeniul curentilor Iz la o dioda Zener este limitat inferior si de cotul

caracteristici si superior de puterea disipata maxima admisa.Daca se depaseste pentru

scurta vreme Pdmax , caracteristica diodei Zener devine o curba domoala cu Rz foarte

mare.Daca depasirea este mai puternica,dispozitivul se distruge complet.Daca

rezistenta R nu poate satisface simultan ambele cerinte, o solutie este conectarea a

7

doua celule in cascada.Astfel,a doua celula este alimentata practic de la tensiune fixa ,

iar prima debiteaza curent constant.

II.3.STABILIZATOR CU REPETOR PE EMITOR

Alta solutie pentru a respecta limitele curentului Iz,este folosirea unui repetor

pe emitor cu un tranzistor compus DARLINGTON.

FIG 2.3.1 CIRUIT INTEGRAT TAA 550

Astfel grupul R Dz are de furnizat un curent foarte mic.Performantele rezulta similare

cu ale stabilizatoarelor.

8

FIG 2.3.2 STABILIZATOR DE TENSIUNE CONTINUA CU DIODA ZENER SI

REPETOR PE EMITOR

FIG 2.3.3 REPETOR IN CONTRATIMP

Daca se foloseste un grup DARLINGTON,din baza tranzistorului de putere

T1 trebuie conectata la masa o rezistenta sau o dioda polarizata invers,pentru scurgerea

curentului Icbo astfel la Rs mari Iceo=βIcbo>1 si circuitul nu mai stabilizeaza.Se poate

regla valoarea tensiunii stabilizate U conectand baza tranzistorului T2 la cursorul unui

9

potentiometru montat in paralel cu dioda Zener. Atunci cand sarcinile nu mai

consuma, si genereaza si curent datorita tensiunii lor electromotoare, pot strapunge

jonctiunea baza-emitor a tranzistorului repetor in contratimp.Acest tip de stabilizator

mentine tensiunea constanta si cand sarcina genereaza curent.

10

CAPITOLUL III

ELEMENTE REGULATOARE PENTRU

STABILIZATOARELELE DE TENSIUNE CONTINUA

Pentru tensiuni si curenti nu prea mari, se foloseste ER un tranzistor simplu,

cu parametrii adecvati. Pentru curenti mari,AE nu poate furniza curentul de baza

suficient si se folosesc ca ER grupul DARLINGTON.Deoarece nu se construiesc

tranzistoare cu orice valori se conecteaza adesea in paralel doua sau mai multe

tranzistoare pentru a suporta curentul de sarcina.Deoarece tranzistoarele au

caracteristici cu dispersie mare unele dintre ele pot fi suprasolicitate de aceea se

prevad intotdeauna in serie cu emitoarele lor rezistente de egalizare a curentilor.O

solutie mai scumpa este conectarea unor diode in serie cu emitorul fiecarui tranzistor,

diode montate pe radiatoarele termice ale celorlalte tranzistoare.Daca pintr-un

tranzistor trece curent mai mare decat in celalalte, el se incalzeste mai puternic ,

incalzeste diodele di emitoarele celorlalte tranzistoare, tensiunea pe aceste diode

scade, deci creste Ube al celorlalte tranzistoare si curenti se egalizeaza.Pentru tensiuni

mari se conecteaza doua sau mai multe tranzistoare in serie .Primul tranzistor este

comandat de AE , iar celalalte de un divizor rezistiv,astfel incat tensiunea se distribuie

egal intre tranzistoare.La iesirea tranzistorului trebuie mutata din constructie o

rezistenta prin care sa se scurga la masa curentul divizorului rezistiv,deoarece astfe l

circuitul nu stabilizeaza Rs mari.

FIG 3 ELEMENT REGULATOR CU TRANZISTOARE IN SERIE

11

Pentru tensiuni peste 1kW se mai folosesc tuburi ERS.Elementele

regulatoare pentru curenti sau tensiuni mari impart puterea disipata de ER in parti

egale, intre tranzistoarele conectate in paralel sau serie.Pentru puteri mari disipade de

elementul regulator , se poate folosi una din aceste doua solutii,dar este sensibil mai

avantajos ER cu tranzistoare in serie, cu rezistenta de balast.Circuitul initial are

dezavantajul ca atunci cand T2 este blocat, Ube poate atinge tensiunea inversa

Em.Dezavantajul este eliminat adaugand trei diode :D1 care sa poata suporta Em ,D2

de performante oricat de modeste si de a treia dioda care sa creasca pragul de tensiune

pentru a compensa scaderea de tensiune pe D1.

FIG 3.1 ELEMENT REGULATOR CU TRANZISTOR IN SERIE CU

REZISTENTA DE BALST

Aproape intotdeauna se foloseste un tanzistor T3 pentru a comanda pe T1.Pentru a

scadea tensiunea puterea disipata maxima pe T3,este convenabil ca acesta sa nu fie

montaj DARLINGTON,ci sa fie conectat ca repetor cu colectorul la pragul de tensiune

stabilizata .

12

III.1 STABILIZATOARE CU AMBELE POLARITATI

Cu acest nume sunt desenati doua categorii de stabilizatoare duble si

stabilizatoare bipolare.

III.1.1 STABILIZATOARE DUBLE

Cu tensiuni independente.In principiu se pot folosi cate doua stabilizatoare

cu oricare dintre schemele prezentate,eventual cu tranzistoare complementare si cu

unele artificii care permit cresterea performantelor fara a creste costul.Astfel,doua

stabilizatoare de tipul din figura 3.1.1 se pot cupla si cu punctele de masa impreuna. In

acest stabilizator amplificatoarele de eroare sunt alimentate ,fiecare ,la tensiunea

stabilizata furnizata de cealalta jumatate de circuit.Astfel So creste considerabil.In

momenttul conectarii la retea,cele doua condensatoare de la iesire sunt

descarcate ,tensiunile de alimentare ale celor doua AE-uri,deci circuitul nu ar porni faa

un circuit de start.Una dintre rezistentele de sarcina este insa divizata in R’ si R’’ cu

dioda de start D prin care T5 si Dz primesc initial curent.Priza dintr R’ si R’’ este

astfel aleasa incat, in regimul norma de functionare ,D este blocata.Fata de

stabilizatoarele aseruite circuitul are dezavantajul ca necesita doau infasurari

secundare separate pe transformator.

FIG 3.1.1 STBILIZATOR DUBLU

13

III.1.2 STABILIZATOARE BIPOLARE

Stabilizatorul bipolar cu performante inalte din figura 3.1.2 are unele

particularitati comune cu celalalte.Tensiunea de referinta poate fi reglata intre + Uz si

– Uz, determinand astfel prin AEU si etajul de comanda Driver conductia T1 pentru

U>0 sau comductia T2 pentru U<0.Tensiunea aplicata poate avea orice polaritate,

circuitul lucreaza ca stabilizator si amplificator.

FIG 3.1.2 STABILIZATOR DE TENSIUNE CU PERFORMANTE INALTE

III.2 STABILIZATOR AMPLIFICATOR

Stabilizatorul amplificator are un prim amplificator operational, cu castig

reglabil din R1 si un al doilea amplificator care,impreuna cu etajle de comanda ,are

amplificare fixa ,cu reactie prin Rf.Circuitul are un singur traductor de curent pentru

protectie ,inserat pe conexiunea de nul.Aparatul are trei moduri delucru :

-amplificator cu castig fix,fara a folosi amplificator

-amplificator cu castig variabil,reglat de R

-stabilizator cu tensiunea reglabila cu ajutorul lui R

14

Pintr-un artificiu, se foloseste o singura tensiune de referinta de +5V.Aceasta

se aplica primului amplificator inversor de polaritate si la iesirea lui seobtine o

tensiune negativa reglabila intre 0 si -10 v .Prin Ra si Rb se aplica la intrarea celui de-

al doilea amplificator media dintre tensiunea negativa reglabila si tensiunea d referinta

pozitiva, deci o tensiune de comanda cu orice perioada ,care se regaseste amplificata la

iesire.

III.2.1.STABILIZATOARE RC

Acestea sunt ,de fapt, circuite basculante astabile, urmate, eventual ,de

redresoare multiplicatoare de tensiune.Performantele lor sunt destul de slabe ,motiv

pentru care aceste circuite ieftine si simple adesea folosite ca prestabilizatoare ,urmate

de stabilizatoare cu actiune continua.

III.3 STABILIZATOARE CU INVERTOARE COMANDATE

Un circuit simplu este convertorul de incarcare de la baterii a

condensatorului de acumulare al lampii – fulger pentru fotografie la care tranzistoarele

formeaza un invertor in cotratimp care lucreaza fara saturarea miezului.

FIG 3.3.1. CONVERTOR PENTRU LAMPA- FULGER PENTRU FOTOGRAFIE

15

Un stabilizator de tensiune se poate realiza mai economic daca invertorul

comandat furnizeaza sarcinii numai diferenta intre U si E prin intermediul unei porti

redresoare.

III.4. STABILIZATOARE ALIMENTATE CU TENSIUNE

REDRESATA NEFILTRATA

In figura 3.4.1simplificata ,tiristoarele sau tranzistoarele sunt amorsate numai

cand U scade sub valoarea Uref.Intr-o varianta simpla C1 se inacrac prin D1 si R4 in

timpul alternantelor pozitive.Cand tensiunea emitorului T1 ajunge mai pozitiva decat

a bazei,T1 conduce si amorseaza tiristorul.Amorsarea are loc cu atat mai tarziu cu cat

tensiunea E este mai ridicata,C1 fiind initial complet descarcat ,primele amorsari au

loc foarte aproape de 180 C si astfel se evita aparitia unor impulsuri de cuent prea

mare prein tiristor.

FIG 3.4.1 SCEMA SIMPLIFICATA A STABILIZATOARELOR ALIMENTATE

CU TENSIUNE REDRESATA

III.5. STABILIZATOARE CU REACTIE

La stabilizatoarele cu reactie ,traductorul de tensiune sau curent se poate

inlocui cu un traductor de temperatura,lumina,turatie ,si circuitul va stabiliza

16

parametrul respectiv.In acest sens ,stabilizatoarele apartin familiei circuitelor de reglaj

automat.Reactia este negativa pentru a reduce variatiile marimii de iesire.

III.5.1 STABILIZATOARE CU REACTIE, CU TENSIUNE

AJUSTABILA IN PLAJA RESTRANSA

In aceasta categorie se incadreaza majoritatea stabilizatoarelor din

constructia aparatelor electronice. Aceste stabilizatoare sunt de doua tipuri:

-ERS cu elementul regulator serie

-ERD cu elementul regulator derivatie

FIG 3.5.1 SCHEMELE BLOC ALE STABILIZATOARELOR CU REACTIE

III.5.2. STABILIZATOARE CU ERD

In stabilizatorul cel ai simplu cu ERD, dioda Zener este traductor de tensiune

si element de referinta,iar tranzistorul-amplificaror si elementul regulator.Circuitul are

performante modeste si tensiunea la iesire nu este ajustabila,si fixa. Perfomantele se

17

imbunatatesc folosind inca un tranzistor amplificator pentru a se adauga o singura

jonctiune baza-emitor la tensiunea Uz.Astfel coeficientul de variatie cu temperatura

este mai mic.Pentru a putea regla tensiunea la iesire se conecteaza o Dz la cursorul

unui potentiometru.

III.5.3 STABILIZATOARE ERS

La acest stabilizator a carui stabilizare creste mult daca dioda Dz este

alimentata pintr-un generator de curent.Procedeul prezinta neajunsul ca pe Er trebuie

sa existe in orice situatie o cadere de tensiune cel putin cu 1v mai mare decat Uz,ceea

ce duce la o crestere a puterii disipate pe T.Cel mai des intalnit,datorita compromisului

intr perfomante si cost este stabilizatorul cu ERS care contine o singura dioda Zener si

are tensiunea reglabila cu ajutorul rezistentei ajustabile. La nici un tip de

stabilizator ,condensatorul nu are rolul de filtraj.Datorita impedantelor interne foarte

mici a stabilizatoarelor de tensiune ,pentru un filtraj eficient condensatorul ar trebui sa

aiba valori de peste 30 nF.Un asemenea condensator este voluminos,scump si

dezavantajos.Dezavantajos-deoarece ;

-curentul de incarcare la punerea in functiune este mare si de lunga durata

-raspunsul tranzistorului al stablilizatorului este foarte lent

-la conectarea din greseala a unei sarcini cu rezistenta mica si care nu suporta curenti

mari

Performantele unui stabilizator cu ERS sunt modeste si depind moderat de

parametrii tranzistoarelor. Acest al doilea inconvenient se inlatura partial daca se

divizeaza R si se conecteaza de pe priza un condensator sau o dioda Zener la masa sau

la borna de iesire .Stabilizarea se imbunatateste mult daca se inlocuieste r cu un

generator de curent constant. O alta varianta de stabilizare cu ERS este stabilizatorul

‘autoprotejat’cu tranzistoare complementare.

18

FIG 3.5.3.1 STABILIZATOR DE TENSIUNE CONTINUA CU ERS

AUTOPROTEJAT

FIG 3.5.3.2 STABILIZATOR DE TENSIUNE CU AO

19

BIBLIOGRAFIE

1.MITROFAN GHE. - GENERATOARE DE IMPULSURI SI DE

TESIUNE LINIAR VARIABILA, EDITURA DIDACTICA SI PEDAGOGICA BUC

1969;

2.BOGITOIU I.C. - ELECTRONICA DE PESTE TOT

EDITURA ALBATROS

3.MARIAN E. - MONTAJE ELECTRONICE DE VACANTA

EDITURA ALBATROS BUC 1988

20

www.referat.ro