Amélioration du stabilisateur de tension paramétrique. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Les stabilisateurs de tension paramétriques basés sur des diodes Zener sont largement utilisés par les radioamateurs, en particulier les débutants, dans le développement et la construction de divers appareils électroniques, bien qu'ils soient progressivement remplacés par des stabilisateurs de tension intégrés. Le circuit du stabilisateur de tension paramétrique est illustré à la Fig. 1. Il se compose d'une résistance de ballast Rb et d'une diode Zener VD1, en parallèle avec laquelle la charge Rн est connectée.

Les courants de charge et de diode Zener traversent la résistance Rb et sa valeur doit être telle qu'elle fournisse à la fois le courant de charge et le courant de diode Zener dans la zone de travail. De plus, cette condition doit être remplie à toutes les valeurs de la tension d'alimentation. Pour cette raison, l'efficacité et le coefficient de stabilisation d'un tel stabilisateur sont généralement faibles. En figue. La figure 2 montre graphiquement la dépendance de la tension de charge sur la tension d'alimentation (entrée) avec les détails indiqués dans le schéma et la tension d'alimentation passant de 6 à 9 V. La courbe 1 a été prise pour la résistance Rb = 100 Ohms, et la courbe 2 pour Rb = 300 Ohms. Dans le premier cas, le courant consommé par le stabilisateur varie de 6 à 30 mA, mais lorsque la tension d'alimentation est inférieure à 7 V, la tension aux bornes de la charge commence à diminuer fortement. Dans le second cas, le courant varie de 5 à 11 mA, et l'effet de stabilisation est très faiblement exprimé.

Les paramètres du stabilisateur peuvent être améliorés si, à la place de la résistance, vous installez un dispositif ayant la propriété d'un stabilisateur de courant, par exemple un transistor à effet de champ correctement connecté (Fig. 3).

En figue. 2, la courbe 3 montre la dépendance de la tension de charge sur la tension d'entrée lors de l'utilisation d'un transistor à effet de champ avec un courant de drain initial de 10 mA. Dans ce cas, la consommation de courant varie également de 6 à 10 mA, mais la stabilité de la tension aux bornes de la charge est sensiblement plus élevée. Cependant, lorsque la tension d'alimentation est inférieure à 7 V, la tension de charge diminue également sensiblement. Cela est dû au fait qu'à une tension drain-source inférieure à 1... 1,5 V, les propriétés stabilisatrices du transistor à effet de champ se détériorent fortement. De plus, sélectionner un transistor à effet de champ avec les paramètres requis n'est pas très simple.

Si vous remplacez le transistor à effet de champ par un transistor bipolaire (Fig. 4), vous pouvez améliorer les paramètres du stabilisateur et simplifier le réglage du courant requis en sélectionnant la résistance R1.

La dépendance de la tension de charge pour la résistance R1 = 75 kOhm est représentée sur la Fig. 2 (courbe 4). Dans ce cas, la consommation de courant, comme dans le cas d'un transistor à effet de champ, varie de 6 à 10 mA, mais avec une tension d'alimentation inférieure à 7 V, la tension aux bornes de la charge change moins. Réduire la résistance de la résistance R1 d'environ 1,5 fois (à 51 kOhm) entraînera une consommation de courant variant de 9 à 16 mA, mais la stabilité de la tension de charge sera sensiblement plus élevée (courbe 5).

Ainsi, les avantages d'un stabilisateur réalisé selon le circuit illustré à la Fig. 4 est, premièrement, que le stabilisateur commence à fonctionner lorsque la différence entre la tension d'alimentation et la tension de stabilisation de la diode Zener est comprise entre 0,2...0,3 V, et deuxièmement, qu'en sélectionnant la résistance R1, vous pouvez régler le courant requis à travers un diode Zener. De plus, en installant un condensateur d'une capacité de 100...200 μF entre la base et l'émetteur du transistor, vous pouvez réduire considérablement l'ondulation de tension au niveau de la charge. Ceci est très important dans les alimentations réseau. Les inconvénients du stabilisateur incluent l'influence notable de la température ambiante et de la tension d'alimentation sur le courant du collecteur.

Si le courant de base du transistor est rendu stable à l'aide d'un stabilisateur de courant sur un transistor à effet de champ (Fig. 5), alors la stabilité de la tension à la charge sera encore plus élevée. Le courant de collecteur requis est réglé avec la résistance d'ajustement R2. Cependant, le dispositif dans ce cas devient sensiblement plus compliqué, même s'il sera plus économique, car la consommation de courant change peu lorsque la tension d'alimentation change.

Les modifications décrites au stabilisateur de tension paramétrique peuvent être apportées à un dispositif déjà fabriqué en remplaçant (conformément à la Fig. 4) la résistance de ballast par un transistor et en installant la résistance R1 en utilisant la méthode de montage en surface. Pour un stabilisateur avec une diode Zener de faible puissance, vous pouvez utiliser des transistors des séries KT208, KT209, KT361 avec n'importe quel indice de lettre ou similaire, avec une faible tension de saturation collecteur-émetteur. Il est recommandé d'utiliser MLKh S2-33 comme résistances permanentes et SP3 comme résistances d'accord. La configuration se résume à régler la résistance R1 sur le courant requis à travers la diode Zener.

Auteur : I. Nechaev, Koursk

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