Stabilizátory napětí jsou nedílnou součástí elektronických zařízení a používají se k zajištění stabilního napájecího napětí. V současné době existuje mnoho různých schémat stabilizátorů, z nichž každá má své vlastní vlastnosti a výhody.
Jedním z populárních obvodů stabilizátorů napětí je obvod založený na použití TL431 - programovatelná stabilitronová zóna s maximálním napětím v oblasti 2.5 V.aplikace pouze TL431 však není vždy účinná, zejména u velkých spotřebních proudů nebo velkého vstupního výstupního napětí.
Pro zvýšení zatížení a snížení ztrát na vnitřním rezistoru tlo31 je možné jej kombinovat s bipolárním tranzistorem (T2) umístěným v emitorovém opakovači. Tímto způsobem se získá stabilizátor napětí na TL431 pomocí bipolárního tranzistoru.
Práce tohoto stabilizátoru je založena na principu negativní zpětné vazby. Když je výstupní napětí stabilizátoru sníženo na určitou mez, spustí se signál z TL431, který je umístěn paralelně s odporem R1. To vede k otevření bipolárního tranzistoru (T2), který začíná procházet proudem a kompenzuje snížení výstupního napětí. Výsledkem je, že výstupní napětí je stabilizováno na dané úrovni, definované referenčním napětím TL431 a děličem napětí tvořeným odpory R1 a R2.
Stabilizátor napětí na TL431 pomocí bipolárního tranzistoru
Princip fungování tohoto stabilizátoru napětí je založen na kombinaci působení TL431 a bipolárního tranzistoru. TL431 reguluje napětí na svém výstupu pomocí vnitřního komparátoru a referenčního napětí, které lze nakonfigurovat pomocí odporového děliče. Bipolární tranzistor je připojen k výstupu TL431 a řídí proud zatížení.
Když je výstupní napětí TL431 vyšší než nastavená hodnota, bipolární tranzistor se vypne, čímž se sníží proud zatížením. Pokud je výstupní napětí TL431 nižší než nastavená hodnota, bipolární tranzistor se zapne a zvýší proud zatížením.
Mezi výhody použití stabilizátoru napětí na TL431 pomocí bipolárního tranzistoru patří:
- Vysoká přesnost stabilizace napětí;
- Nízká hlučnost a zkreslení;
- Široký rozsah pracovního napětí;
- Jednoduchost obvodu a nízké náklady na komponenty;
- Spolehlivost a trvanlivost provozu.
Stabilizátor napětí na TL431 pomocí bipolárního tranzistoru je široce používán v různých zařízeních, která vyžadují stabilní napětí, jako jsou napájecí zdroje, nabíječky, automatická řídicí zařízení atd. Jeho výhody a spolehlivost z něj dělají oblíbenou volbu pro mnoho elektronických projektů.
Výhody stabilizátoru na TL431
- Nízké náklady: stabilizátor na TL431 je relativně levné řešení pro stabilizaci napětí.
- Snadné použití: toto zařízení je jednoduše namontováno a nevyžaduje složité nastavení.
- Široký rozsah vstupního napětí: stabilizátor na TL431 může pracovat s širokým rozsahem vstupního napětí, což umožňuje jeho použití v různých obvodech a za různých provozních podmínek.
- Vysoká přesnost a stabilita: stabilizátor na TL431 poskytuje vysokou přesnost a stabilitu výstupního napětí, což je důležité při práci s citlivými elektronickými zařízeními.
- Nízká hlučnost: toto zařízení má nízkou hlučnost na výstupu, což přispívá ke stabilnějšímu fungování elektronických součástek.
- Možnost nastavení výstupního napětí: stabilizátor na TL431 umožňuje konfigurovat výstupní napětí v širokém rozsahu, což umožňuje flexibilitu aplikace.
- Vysoká spolehlivost: toto zařízení má vysokou spolehlivost provozu a dlouhou životnost.
Princip stabilizátoru na TL431
Stabilizátor na TL431 má výhodu, že poskytuje vysokou přesnost nastavení, nízkou spotřebu energie a kompaktní velikost. Často se používá v napájecích systémech s konstantním napětím, aby bylo zajištěno stabilní napětí bez ohledu na změny vstupního napětí.
Princip fungování stabilizátoru na TL431 je založen na použití zpětné vazby. Když se vstupní napětí změní, TL431 jej porovná s referenčním napětím, aby se zjistilo, zda je třeba zvýšit nebo snížit výstupní napětí. Poté je signál přenášen na bipolární tranzistor, který reguluje proud, aby dosáhl požadovaného výstupního napětí.
Stabilizátor TL431 má také rezistory a kondenzátory, které udávají úroveň referenčního napětí a zajišťují stabilitu provozu. Jsou vybrány tak, aby poskytovaly požadovaný výstupní rozsah napětí a minimální chybu.
| Stabilizátorové komponenty na TL431 | Funkce |
|---|---|
| TL431 | Zdroj referenčního napětí |
| Bipolární tranzistor | Reguluje proud a výstupní napětí |
| Rezistor | Nastavují referenční napětí a úroveň výstupního napětí |
| Kondenzátor | Zajišťuje stabilitu systému |
Se správným výběrem součástí a nastavením stabilizátoru na TL431 může poskytnout stabilní a přesné výstupní napětí bez ohledu na změny vstupního napětí, což je užitečné v mnoha aplikacích, kde je vyžadováno stabilní napájení.
Výhody použití bipolárního tranzistoru
Použití bipolárního tranzistoru ve stabilizátoru napětí založeném na TL431 má několik výhod:
1. Velký výstupní výkon: Bipolární tranzistory mají vysokou schopnost přepínat velké proudy. Díky tomu jsou ideální volbou pro vytváření stabilizátorů napětí schopných poskytovat vysoký výstupní výkon.
2. Široký rozsah provozních teplot: Bipolární tranzistory mohou pracovat v širokém rozsahu teplot od -55 ° C do +150 ° C. To umožňuje použití stabilizátorů napětí založených na TL431 s bipolárními tranzistory v různých klimatických podmínkách a v různých odvětvích, kde je vyžadována vysoká spolehlivost a stabilita provozu.
3. Nízká hlučnost: Bipolární tranzistory mají nízkou úroveň vnitřního šumu ve srovnání s jinými typy tranzistorů. To umožňuje snížit elektromagnetické rušení v stabilizátoru napětí a zajistit čistší výstupní napětí.
4. Snadné zapnutí a nastavení: Bipolární tranzistory jsou relativně snadno použitelné a nastavitelné. Mají standardní parametry, jako je zisk (β) a prahové napětí (Vbe), což usnadňuje výpočet a návrh stabilizátoru napětí založeného na TL431.
5. Dostupnost a nízké náklady: Bipolární tranzistory jsou široce dostupné a mají nízké náklady, což z nich činí atraktivní volbu pro použití v různých elektronických zařízeních a systémech.
Princip fungování stabilizátoru s bipolárním tranzistorem
Stabilizátor napětí založený na použití bipolárního tranzistoru funguje na následujícím principu:
- Když je napětí přiváděno na stabilizátor, základna bipolárního tranzistoru přijímá napětí přes dělič odporu.
- Současně je napětí založené na tranzistoru regulováno komparátorem, který jej porovnává s referenčním napětím.
- Pokud napětí na základně překročí referenční hodnotu, komparátor řídí provoz tranzistoru a přivádí na jeho základnu malý proud přes odpor, což vede ke snížení kolektorového proudu.
- Snížení kolektorového proudu vede ke snížení napětí na výstupu stabilizátoru.
- Pokud je napětí na základně menší než referenční hodnota, komparátor nezasahuje do výkonu tranzistoru a stabilizátor udržuje konstantní výstupní napětí.
Stabilizátor s bipolárním tranzistorem tedy reguluje výstupní napětí změnou sběrného proudu tranzistoru na základě srovnání napětí na základně a referenční hodnoty.