1
STABILIZATORY O PRACY
CIĄGŁEJ
• Stabilizatory
parametryczne
(napięcia i prądu)
• Stabilizatory
kompensacyjne
• Układy
zabezpieczeń
stabilizatorów
• Definicje,
parametry i
klasyfikacja
stabilizatorów
• Układy z
ograniczeniem i
redukcją prądu
zwarcia
• Zabezpieczenia
nadnapięciowe
• Zabezpieczenie
termiczne
• Monolityczne
stabilizatory
napięcia
2
Stabilizator w warunkach roboczych
U
f U
I
T t
OUT
IN
OUT
(
,
, , )
I
U U
T t
OUT
IN
OUT
(
,
, , )
Stabilizator
napięcia
dt
t
U
dT
T
U
dI
I
U
dU
U
U
dU
OUT
OUT
OUT
OUT
OUT
IN
IN
OUT
OUT
dt
t
I
dT
T
I
dU
U
I
dU
U
I
dI
OUT
OUT
OUT
OUT
OUT
IN
IN
OUT
OUT
Stabilizator prądu
3
współczynnik niestałości napięcia
1
S
U
U
u
OUT
IN
współczynnik niestałości prądu
1
S
I
I
i
OUT
IN
różniczkowa rezystancja wyjściowa
r
U
I
out
OUT
OUT
różniczkowa konduktancja wyjściowa
g
I
U
out
OUT
OUT
dt
t
U
dT
T
U
dI
I
U
dU
U
U
dU
OUT
OUT
OUT
OUT
OUT
IN
IN
OUT
OUT
dt
t
I
dT
T
I
dU
U
I
dU
U
I
dI
OUT
OUT
OUT
OUT
OUT
IN
IN
OUT
OUT
4
temperaturowy współczynnik stabilizacji napięcia
u
OUT
U
T
temperaturowy współczynnik stabilizacji prądu
i
OUT
I
T
czasowy współczynnik stabilizacji napięcia
czasowy współczynnik stabilizacji prądu
v
U
t
u
OUT
v
I
t
i
OUT
sprawność energetyczna
P
P
P
U
I
U I
OUT
OUT
S
OUT OUT
IN IN
5
R
S
U
IN
U
OUT
a)
I
OUT
I
Z
R
L
R
S
b)
I
OUT
I
Z
R
L
U
Z
r
z
U
IN
U
OUT
I
IN
Z
IN
IN
OUT
Z
S
U
U
U
I
I
R
min
OUT
S
OUT
Z
IN
U
R
I
I
U
Podstawowy układ parametrycznego stabilizatora napięcia z diodą
Zenera (a) oraz jego wielkosygnałowy model (b)
Model małosygnałowy(c)
Robocze charakterystyki
parametrycznego stabilizatora
napięcia z diodą Zenera
ΔI
OUT
ΔU
OUT
ΔU
IN
ΔI
Z
ΔI
IN
c)
Z
IN
IN
OUT
Z
S
U
U
U
I
I
R
max
6
r
r R
r
out
z
S
z
u
S
z
S
Z
Z
R
r
R
U
T
U
T
1
S
U
U
u
OUT
IN
ΔI
OUT
ΔU
OUT
ΔU
IN
ΔI
Z
ΔI
IN
z
S
z
S
L
z
L
z
S
OUT
IN
u
r
R
r
R
R
r
R
r
R
U
U
S
1
7
Dioda Zenera - zależności: a) rezystancji dynamicznej r
Z
oraz
b) temperaturowego współczynnika napięcia TWU
Z
od prądu
I
Z
i od nominalnego napięcia U
Z
8
U
OUT
U
IN
R
S1
R
S2
DZ
1
DZ
2
Układ stabilizatora parametrycznego z kaskadowym
połączeniem diod
9
Element
regulowany
Wzorzec
napięcia
Element
próbkujący
k
U
IN
U
U
we
wy
U
OUT
I
OUT
U
OUT
U
Z
k U
U
OUT
Z
I
IN
Schemat funkcjonalny układu stabilizatora
kompensacyjnego
U
U
k
U
U
IN
OUT
OUT
Z
10
R
B
U
IN
U
OUT
U
Z
T
Układ szeregowego,
wtórnikowego
stabilizatora napięcia
R
3
R
1
R
2
n
U
Z
U
IN
U
OUT
T
1
T
2
Układ szeregowego
stabilizatora
napięcia z zewnętrzną pętlą
sprzężenia zwrotnego
U
U
U
R
R
R
Z
BE
OUT
2
2
1
2
I
I
I
Z
Z
Z
min
max
11
U
U
R I
I
U
I
U
U
U
R
I
IN
OUT
B
Z
BE
Z
IN
OUT
BE
B
3
1
1
1
3
1
(
)
g u
m b e
1
1
'
g u
m be
2
2
'
g
b e
' 1
g
be
' 2
u
be
' 1
u
b e
' 2
u
in
R
P
R
L
R
1
R
2
u
out
i
b2
i
R1
i
out
i
b1
R
3
r
z
Małosygnałowy schemat
zastępczy stabilizatora z rysunku obok
R
3
R
1
R
2
n
U
Z
U
IN
U
OUT
T
1
T
2
12
g u
m b e
1
1
'
g u
m be
2
2
'
g
b e
' 1
g
be
' 2
u
be
' 1
u
be
' 2
u
in
R
P
R
L
R
1
R
2
u
out
i
b2
i
R1
i
out
i
b1
R
3
r
z
g u r
u
u
R
R
R
g u R
u
u
u
g u
i R
u
i
g u
m
b e z
be
out
m b e
L
out
out
b e
m
b e
b
in
b
b e
b e
2
2
2
2
1
2
1
1
1
2
2
1
3
1
1
1
'
'
'
'
'
'
'
(
)
S
u
u
g R
R
R R
g r
g R
g R
u
in
out
m
m z
b e
m
L
1
1
1
1
2 3
2
1
2
2
1 3
1
'
1
1
1 3
1
1
3
1
g R
g R
r
R
R
b e
m
L
b e
L
'
'
2
1
2
2
3
2
1
1
1
R
R
R
r
g
R
g
S
z
m
m
u
13
1
1
1
1
1
2
1
2
2
2
2
be
m
out
be
be
b
out
be
z
be
m
u
g
i
u
g
i
R
R
R
u
u
r
u
g
1
2
1
2
2
3
2
1
3
1
1
1
1
1
1
1
m
u
z
m
m
m
be
P
m
out
out
out
g
S
R
R
R
r
g
R
g
g
R
g
R
g
i
u
r
0
)
(
1
1
3
1
2
2
1
P
be
m
b
be
m
be
out
R
u
g
R
i
u
g
u
u
14
R
3
R
4
R
1
R
2
D
3
D
2
D
1
DZ
T
2
T
1
U
IN
U
OUT
U
CC
U
CC
Układ ze zmniejszeniem przenikania
tętnień z wejścia na wyjście z dodatkową polaryzacją
źródła referencyjnego i z kompensacją termiczną
zmian napięcia wyjściowego
R
2
R
3
R
4
R
2
U
IN
U
OUT
T
2
T
3
T
1
U
Z2
U
BE3
U
BE1
U
CE3
U
Z1
Układ ze zwiększonym współczynnikiem
stabilizacji napięcia
15
U
U
U
OUT
Z
BE
1
2
U
Z1
R
3
R
4
R
2
U
IN
U
OUT
T
2
T
3
T
1
U
Z2
U
BE2
Uproszczony układ ze zwiększonym
współczynnikiem stabilizacji napięcia
16
U
OUT
U
IN
DZ
2
U
Z2
R
4
R
E
R
E4
R
3
R
1
R
2
DZ
1
U
Z1
T
1
T
4
T
2
T
3
Stabilizator napięcia ze
wzmacniaczem różnicowym.
R
S
U
OUT
U
IN
R
B
D
Z
I
IN
I
OUT
I
R
Prosty, równoległy
stabilizator napięcia.
U
U
R I
I
OUT
IN
S
OUT
R
(
)
17
ym
regulacyjn
elemencie
w
tracona
moc
ym
regulacyjn
rezystorze
w
tracona
moc
)
(
R
OUT
R
OUT
OUT
IN
S
I
U
I
I
U
U
P
R
IN
OUT
OUT
IN
I
U
I
)
U
U
(
Cechy stabilizatorów równoległych:
• mniejsza sprawność;
• odporność na zwarcia i przeciążenia
• stały pobór mocy ze źródła zasilania
R
S
U
OUT
U
IN
R
B
D
Z
I
IN
I
OUT
I
R
18
Układ z ograniczeniem prądu obciążenia: a) schemat układu,
b) charakterystyka prądowo - napięciowa stabilizatora
2
3
2
5
Z
BEp
D
Z
R
U
U
U
U
U
I
U
R
U
R
OUT
R
Z
max
5
5
2
5
P
I
U
C
OUT
CE
max
max
max
1
U
U
U
U
CE
CE U
IN
Z
OUT
1
1
0
2
max
|
19
Układ z redukcją prądu zwarcia: a) schemat układu,
b) charakterystyka prądowo-napięciowa
stabilizatora
4
6
5
7
6
6
5
6
5
5
)
(
BEP
R
R
R
OUT
R
OUT
R
U
U
U
R
R
R
U
U
U
R
I
U
20
I
U
R
R
R R
U
R
R
R
OUT
BEP
OUT
max
4
6
7
6 7
6
6
7
I
I
U
R
R
R R
ZW
OUT
U
BEP
OUT
max
|
0
4
6
7
5 6
I
R
U
I
R
R
R
R
U
OUT
OUT
OUT
BEP
max
max
(
)
5
5
6
6
7
4
21
R
C1
R
C2
R
B2
R
E
T
1
T
2
I
OUT
U
Z
Ogranicznik
prądu
ze sprzężeniem
zwrotnym.
Stabilizator
U
IN
U
Z
U
GK
U
OUT
Podstawowy
układ
z
zabezpieczeniem
nadnapięciowym
22
Układ z zabezpieczeniem nadnapięciowym z
regulacją napięcia zadziałania tyrystora
23
U
IN
U
OUT
U
Z
R
E
R
B
U
CE
I
OUT
R
L
Kompensacyjny stabilizator
prądu
I
U
R
OUT
Z
E
Z
CES
Z
IN
E
OUT
CES
Z
IN
L
U
U
U
U
R
I
U
U
U
R
max
P
U
U I
Cmax
IN
Z
OUT
24
u
in
R
E
r
z
r
d
r
d z
g
b e
'
R
B
r
ce
i
b
u
out
R
L
i
out
(
)
1 i
b
i
b
i
d
i
i
b
d
Małosygnałowy schemat zastępczy
stabilizatora prądu
B
d
b
z
d
d
in
out
b
b
e
b
b
E
z
d
d
R
i
i
r
i
u
i
i
i
r
i
R
r
i
)
(
)
1
(
'
U
IN
U
OUT
U
Z
R
E
R
B
U
CE
I
OUT
R
L
z
d
z
d
r
r
r
25
S
u
i
R R
r
i
in
out
B E
d z
R R
r
r
r
R
r
B
E
d z
d
z
E
b e
,
(
),
'
r
u
i
out
out
out u
in
0
U
IN
U
OUT
U
Z
R
E
R
B
U
CE
I
OUT
R
L
26
13
2
3
9
10
12
11
4
7
6
5
D
1
R
1
R
3
R
2
R
7
R
8
C
1
T
6
T
1
D
2
R
6
T
2
T
3
T
4
T
5
R
C
T
7
T
8
T
11
T
121
T
9
T
10
T
13
T
16
T
14
T
15
R
12
R
A
R
B
R
o
D
3
C
2
R
9
R
10
R
11
R
4
R
5
źródła prądowe
źródło napięcia odniesienia
wzmacniacz błędu
zabezpieczenie
3-czujnik prądowy
2-ograniczenie prądowe
13-kompensacja częstotliwości
we-
ujemny biegun
zasilania
dodatni biegun
zasilania
napięcie
kolektora
regulator
Schemat ideowy monolitycznego stabilizatora A 723 wraz z
podziałem na
bloki funkcjonalne
27
Schemat aplikacyjny układu A 723 jako stabilizatora napięcia 7 37 V
U
U
R
R
R
OUT
REF
A
B
B
I
U
R R
R R
U
R
R R
OUT
BE
OUT
max
6
7
5 7
6
5
7
28
A723
6
5
7
13
4
1112
10
2
3
R
A
R
B
C
U
IN
U
OUT
R
5
C
2
100pF
R
C
R
R R
C
A
B
||
Schemat aplikacyjny układu A 723 jako stabilizatora
napięcia 2 7 V
U
R
R
R
U
OUT
B
A
B
REF
I
U
R
OUT
BE
max
5
29
30
LM109
022
,
F
R
1
R
2
1
2
3
1k
U
IN
U
OUT
Rys. 28. Schemat układu
pracy stabilizatora LM109
z regulowanym napięciem
wyjściowym 2,5 5 V
I
V
R
OUT
5
1
LM109
1
3
2
R
1
022
,
F
U
IN
I
OUT
Rys. 29. Wykorzystanie
układu LM109 jako
stabilizatora prądu
31
Po sukcesie handlowym układu LM109, na rynku pojawiło się
bardzo wiele stabilizatorów o ustalonej wartości napięcia,
zarówno dodatniego jak i ujemnego. Największą popularność
zdobyły trzynóżkowe stabilizatory serii 78xx i 79xx. Seria 78
oznacza stabilizatory napięcia dodatniego, zaś seria 79
napięcia ujemnego, a cyfry xx oznaczają wartość napięcia
stabilizowanego.
Bardzo szeroki asortyment produkowanych stabilizatorów
tego typu zapewnia różne szeregi wartości napięć , nie tylko
standardowych: 2,5; 3; 3,3; 5; 12; 15; 24.
Typową wartością prądu wyjściowego jest 1A, ale również
produkowane są układy z prądami wyjściowymi od 50mA do
3A.
32
Stabilizator napięcia dodatniego
O
U
xx
2
3
1
78xx
F
0,1
F
0,33
O
U
IN
U
Stabilizator napięcia ujemnego
O
U
-xx
2
3
1
79xx
F
2,2
O
U
IN
U
F
1
Regulator prądu
2
3
1
78xx
F
0,1
F
0,33
O
I
IN
U
XX
U
d
I
1
R
O
R
d
XX
O
I
R
U
I
1
Stabilizator o zwiększonym napięciu wyjściowym
2
3
1
78xx
F
0,1
F
0,33
IN
U
XX
U
d
I
1
R
2
R
2
1
2
1
R
I
R
R
U
U
d
XX
O
O
U
d
R
I
I
5
1
33
U kład o zw iększonym prądzie w yjścio w y m
O
I z zabezpieczenie przeciw zw arcio w ym
2
3
1
78xx
2N6124
F
0,1
F
0,33
O
U
IN
U
BD 534
SC
R
1
R
SC
B E
SC
I
U
R
2
1
1
1
1
I
I
U
R
RE Q
B E
1
1
1
R
U
I
I
I
BE
RE G
RE G
O
Śledzący stabilizator napięcia
C O M M O N
C O M M O N
2
3
6
7
4
2
3
1
4,7k
4,7k
L S141
78x x
2N6124
F
0,1
F
0,33
O
U
O
U
I
U
I
U
Stabilizato r regulo w any 7 do 30V
2
3
6
7
4
2
3
1
10k
L S141
78xx
F
0,1
F
0,33
O
U
IN
U
U kład w y so konapięcio w y na w yjściu i w ejściu
2
3
1
F
0,33
O
U
IN
U
F
0,1
1
Z
U
2
Z
U
R
T
D
1
Z
X X
O
U
U
U
78x x
34
Podwójny stabilizator symetryczny (15V, 1A)
2
3
1
7815
F
0,1
F
0,33
V
15
V
20
2
3
1
7915
F
2,2
V
15
F
1
V
20
*
Regulator impulsowy
2
3
1
F
0,33
O
U
IN
U
Z1
0,5
70
4
4,7
2N3789
1N5812
mH
1
78xx