Stabilizált tápegység:
- Hálózati transzformátor: a hálózati feszültséget ez egyenirányító számára szükséges értékre változtatja. Ha az egyik tekercsre váltakozó feszültséget kapcsolunk, a létre-jövő váltakozó áram fluxusváltozást idéz elő, amely a másik tekercsben indukált vál-takozó feszültséget hoz létre. A bementi oldalon lévő tekercset primer tekercsnek, a kimeneti oldalon lévőt pedig szekunder tekercsnek nevezzük.
- Egyenirányító: a bementére kapcsolt váltakozó feszültséget egyenirányítja (szűret-len egyenfeszültséget állít elő).
- Szűrő áramkör: feladata az egyenirányított feszültség ingadozásainak csökkentése és a váltakozó áramú összetevők kiszűrése. Lehet pufferkondenzátor, RC és LC szű-rő.
- Stabilizátor: a stabilizált tápegységekben alkalmazzák, feladata a kimeneti áram vagy feszültség stabilizálása.
o Feszültség stabilizátor: olyan áramkörök, amelynek feladata, hogy egy fogyasztó feszültségét állandó értéken tartsa a tápfeszültség, a terhelő-áram és a környezeti hőmérséklet változása esetén. Két fajtája van:
soros stabilizátor: a szabályzó elem a terheléssel sorosan van kap-csolva
párhuzamos stabilizátor: a szabályzó elem a terheléssel párhu-zamosan van kapcsolva
o Áram stabilizátorok: olyan négypólus típusú áramkörök, amelynek fel-adata, hogy egy adott terhelésen átfolyó áramot a bemeneti feszültségtől, a terhelő ellenállás nagyságától és a környezeti hőmérséklet változásától függetlenül állandó értéken tartson.
Zener diódás elemi feszültség-stabilizátor: lásd 5. A tétel
Áteresztő tranzisztoros feszültségstabilizátor:
Egy közös kollektoros alapkapcsolásnak felel meg, amelynek az egyik munkapont-beállító eleme egy Zener-dióda, az emitter-ellenállás szerepét, pedig az Rt terhelő-ellenállás tölti be. Az R1 ellenállás és a Zener-dióda elemi stabilizátort alkot.
A terhelő áram azonos az emitter árammal és megváltozása a bázis áram és a bázis-emitter feszültség megváltozását okozza. A bázisáram megváltozása változtatja az elemi sta-bilizátor terhelőáramát, a bázis-emitter feszültség megváltozása, pedig a tranzisztor áteresztő-képességét befolyásolja. A két jelenség a kimeneti feszültség változását eredményezi.
Integrált feszültségstabilizátor:
Visszacsatolással és soros szabályzó elemmel rendelkező feszültség-stabilizátoroknak tekinthetők. Az első generációs integrált feszültségstabilizáló áramkörök jellegzetessége, hogy minden belső áramköri egység bemenete és kimenete a felhasználó számára hozzáférhe-tő. Ezek a típusok kis teljesítményű, több mint három kivezetéses tokozásban kerülnek for-galmazásra.
A második generációs integrált feszültség-stabilizátorok több előnyös tulajdonsággal rendelkeznek az előző típushoz képest: beépített túláramvédelem, beépített frekvenciakom-penzálás, az alkalmazásokban maximum három külső diszkrét elem beépítését igénylik, ma-ximális terhelőáramuk amper nagyságrendű.
Kapcsoló üzemű feszültségstabilizátor:
Felépítés szempontjából három fő részből áll:
Teljesítmény-kapcsoló: általában egy tranzisztor vagy tirisztor
Szűrő: aluláteresztő karakterisztikája van és a kimeneti feszültség időbeli közép-értékét képzi
Vezérlőegység: feladata a teljesítménykapcsoló vezérlése és a kimeneti feszült-ség stabilizálása
A kapcsoló periodikusan zár viszonylag magas frekvenciával. A teljesítménykapcsoló kimenetén négyszögjel alakú feszültségimpulzusokat kapunk, amelyek amplitúdója közelítően megegyezik a bemeneti feszültség amplitúdójával. Kitöltési tényezője olyan, hogy időbeli középértéke megegyezzen a kívánt stabilizált feszültség értékével.
Az LC szűrő feladata, hogy elektromos energiát tároljon, amíg a teljesítménykapcsoló zár, és a tárolt energiát az Rt terhelésének leadja, miközben a teljesítménykapcsoló kinyit. A stabilizátor legfontosabb egysége a vezérlőegység. A kapcsolójel előállítását két modul végzi: referencia-feszültséggel ellátott szabályzó és az impulzusszélesség-modulátor.
A felerősített hibajelet a következő egységek állítják elő: referencia-feszültségforrás, kimeneti feszültségfigyelő áramkör, különbségképző és erősítő áramkör. A impulzusszéles-ség-modulátor fűrészgenerátorból és komparátorból áll. A komparátor által bekapcsolt telje-sítménykapcsoló vezetési ideje, a hibajel előjelétől és nagyságától függően változik.
A stabilizátor fő hátránya, hogy a kapcsoló üzemű működés erős rádiófrekvenciás zavart okoz. A megfelelően magas kapcsolási frekvencia és a megfelelő árnyékolás alkalmazása hatékonyan csökkenti ezeket a zavaró hatásokat.
- Hálózati transzformátor: a hálózati feszültséget ez egyenirányító számára szükséges értékre változtatja. Ha az egyik tekercsre váltakozó feszültséget kapcsolunk, a létre-jövő váltakozó áram fluxusváltozást idéz elő, amely a másik tekercsben indukált vál-takozó feszültséget hoz létre. A bementi oldalon lévő tekercset primer tekercsnek, a kimeneti oldalon lévőt pedig szekunder tekercsnek nevezzük.
- Egyenirányító: a bementére kapcsolt váltakozó feszültséget egyenirányítja (szűret-len egyenfeszültséget állít elő).
- Szűrő áramkör: feladata az egyenirányított feszültség ingadozásainak csökkentése és a váltakozó áramú összetevők kiszűrése. Lehet pufferkondenzátor, RC és LC szű-rő.
- Stabilizátor: a stabilizált tápegységekben alkalmazzák, feladata a kimeneti áram vagy feszültség stabilizálása.
o Feszültség stabilizátor: olyan áramkörök, amelynek feladata, hogy egy fogyasztó feszültségét állandó értéken tartsa a tápfeszültség, a terhelő-áram és a környezeti hőmérséklet változása esetén. Két fajtája van:
soros stabilizátor: a szabályzó elem a terheléssel sorosan van kap-csolva
párhuzamos stabilizátor: a szabályzó elem a terheléssel párhu-zamosan van kapcsolva
o Áram stabilizátorok: olyan négypólus típusú áramkörök, amelynek fel-adata, hogy egy adott terhelésen átfolyó áramot a bemeneti feszültségtől, a terhelő ellenállás nagyságától és a környezeti hőmérséklet változásától függetlenül állandó értéken tartson.
Zener diódás elemi feszültség-stabilizátor: lásd 5. A tétel
Áteresztő tranzisztoros feszültségstabilizátor:
Egy közös kollektoros alapkapcsolásnak felel meg, amelynek az egyik munkapont-beállító eleme egy Zener-dióda, az emitter-ellenállás szerepét, pedig az Rt terhelő-ellenállás tölti be. Az R1 ellenállás és a Zener-dióda elemi stabilizátort alkot.
A terhelő áram azonos az emitter árammal és megváltozása a bázis áram és a bázis-emitter feszültség megváltozását okozza. A bázisáram megváltozása változtatja az elemi sta-bilizátor terhelőáramát, a bázis-emitter feszültség megváltozása, pedig a tranzisztor áteresztő-képességét befolyásolja. A két jelenség a kimeneti feszültség változását eredményezi.
Integrált feszültségstabilizátor:
Visszacsatolással és soros szabályzó elemmel rendelkező feszültség-stabilizátoroknak tekinthetők. Az első generációs integrált feszültségstabilizáló áramkörök jellegzetessége, hogy minden belső áramköri egység bemenete és kimenete a felhasználó számára hozzáférhe-tő. Ezek a típusok kis teljesítményű, több mint három kivezetéses tokozásban kerülnek for-galmazásra.
A második generációs integrált feszültség-stabilizátorok több előnyös tulajdonsággal rendelkeznek az előző típushoz képest: beépített túláramvédelem, beépített frekvenciakom-penzálás, az alkalmazásokban maximum három külső diszkrét elem beépítését igénylik, ma-ximális terhelőáramuk amper nagyságrendű.
Kapcsoló üzemű feszültségstabilizátor:
Felépítés szempontjából három fő részből áll:
Teljesítmény-kapcsoló: általában egy tranzisztor vagy tirisztor
Szűrő: aluláteresztő karakterisztikája van és a kimeneti feszültség időbeli közép-értékét képzi
Vezérlőegység: feladata a teljesítménykapcsoló vezérlése és a kimeneti feszült-ség stabilizálása
A kapcsoló periodikusan zár viszonylag magas frekvenciával. A teljesítménykapcsoló kimenetén négyszögjel alakú feszültségimpulzusokat kapunk, amelyek amplitúdója közelítően megegyezik a bemeneti feszültség amplitúdójával. Kitöltési tényezője olyan, hogy időbeli középértéke megegyezzen a kívánt stabilizált feszültség értékével.
Az LC szűrő feladata, hogy elektromos energiát tároljon, amíg a teljesítménykapcsoló zár, és a tárolt energiát az Rt terhelésének leadja, miközben a teljesítménykapcsoló kinyit. A stabilizátor legfontosabb egysége a vezérlőegység. A kapcsolójel előállítását két modul végzi: referencia-feszültséggel ellátott szabályzó és az impulzusszélesség-modulátor.
A felerősített hibajelet a következő egységek állítják elő: referencia-feszültségforrás, kimeneti feszültségfigyelő áramkör, különbségképző és erősítő áramkör. A impulzusszéles-ség-modulátor fűrészgenerátorból és komparátorból áll. A komparátor által bekapcsolt telje-sítménykapcsoló vezetési ideje, a hibajel előjelétől és nagyságától függően változik.
A stabilizátor fő hátránya, hogy a kapcsoló üzemű működés erős rádiófrekvenciás zavart okoz. A megfelelően magas kapcsolási frekvencia és a megfelelő árnyékolás alkalmazása hatékonyan csökkenti ezeket a zavaró hatásokat.
Megjegyzés küldése