стабилитрон 12 вольт

Переменное напряжение сети изменчиво, а для некоторых устройств требуется стабильное выпрямленное напряжение. На помощь приходит стабилитрон. В чем его суть, и как подключается в схему блока питания?  Начинающим электрикам не буду вбивать в голову вольт-амперные характеристики, главное, суметь построить схему. Для примера возьмем стабилитрон 12 вольт (Д814Д) и с его помощью стабилизируем напряжение.
Справка: Д814Д необязательно выдаст 12 вольт, разброс от 11,5 до 14 вольт, поэтому его часто применяют в зарядных устройствах с выходным напряжением 14 В. Но предположим, что в нашей схеме он выдает 12 вольт.
Выход с выпрямителя — 15 В, но напряжение нестабильно и завышено. Чтоб его снизить, надо убрать 3 вольта. В этом поможет закон Ома для участка цепи, в котором есть понятие — падение напряжения на резисторе. Таким в схеме является R1, на нем и оставим 3 вольта.%d1%81%d1%821%d0%b0R1 и Д814Д образуют делитель напряжения, но несколько необычный. По сути мы имеем дело с разновидностью диода: те же анод и катод, но работает в схеме в обратном направлении. Если на нем меньше 11,5 В, он закрыт, как диод, напряжение повысилось — открывается. На нашем стабилитроне всегда будет падение напряжения 12 вольт, только с одним условием: Д814Д работоспособен в диапазоне от 3 до 24 mA (ток стабилизации Iст). Этот режим надо ему и предоставить.
Какой ток выбрать? Близко к 3 mA — нет смысла: при значительном понижении напряжения в сети ток cтабилизации может быть ниже 3 mA, стабилизация прекратится. Ближе к 24 mA — при повышении напряжения Iст может быть больше предела, это грозит прибору тепловым пробоем. Выбираем среднее — допустим, 10 mA.
Учесть надо и ток Iн, проходящий через нагрузку Rн. Iн должен быть соизмерим с Iст. Если он в разы превышает ток стабилизации, надо взять более мощный стабилитрон (например, Д815Е). Допустим, ток нагрузки примерно 8 mA. Как определили? На стабилитроне 12 вольт, значит, и на нагрузке это же напряжение. По закону Ома для участка цепи Iн=Uст/Rн. Сопротивление нагрузки, скажем, 1,5к. Iн=12/1,5=8mA.
Суммарный I=Iст+Iн создаем сопротивлением R1: R1=U/I; U — запланированное падение напряжения на R1 — 3 В. R1=3/(10+8)=0,166к; подключаем стандартный номинал 168 Ом. Теперь надо рассчитать мощность рассеивания резистора, чтоб он не сгорел, но и большой нам не нужен. Мощность P=I2R1. Миллиамперы переводим в амперы. P=0,018*0,018*168=0,05Вт. Подойдет любой миниатюрный.
Точная подгонка стабилизированного напряжения делается любым выпрямительным диодом (например, D6 — Д226).%d1%81%d1%821 На нем падает 0,5 вольт. Если надо прибавить 1 вольт, подключаются два.
Ток в диапазоне может быть другой, другим будет и резистор. Есть более сложный и точный расчет резистора, но этот упрощенный вполне пригоден, я им всегда пользуюсь.
Для стабилизации более высокого напряжения можно последовательно соединить несколько элементов (Рис.2).%d1%81%d1%822
Их напряжения складываются, ток остается тот же.

стабилитрон 12 вольт: 4 комментария

  1. Здравствуйте. Поясните пожалуйста к схеме Рис.1… допустим, если напряжение на Тр упадёт ниже 15В, и часть напряжения так же просядет и на R1, допустим до уровня 11 В. Стабилитрон закрывается. Но после R1 всё равно останется 11В. Почему тогда Вы пишите, что «На нашем приборе всегда будет падение напряжения 12 вольт»?
    Спасибо.

    1. Здравствуйте, Юрий!
      Наверное, я не очень понятно обрисовал данную ситуацию. Но обратите внимание: «…только с одним условием:…» 12 вольт будут поддерживаться только при условии, что через стабилитрон протекает ток. При напряжении ниже 12 вольт стабилитрон не работает, он закрывается. Это уже не стабилизатор, а простой выпрямитель. Статья не о свойствах выпрямителя, а о свойствах стабилитрона в стабилизации постоянного напряжения.
      Хотелось бы изменить описание, но тогда Ваш комментарий потеряет смысл. Давайте оставим как есть. А за подсказку большое спасибо!
      Да, есть стабилизаторы, которые повышают упавшее напряжение, но это сложный аппарат — не наш случай.

  2. Если на R1 нужно получить падение напряжения 3 В., почему тогда в расчете R1=15/(10+8) ? Верно будет 3/(10+8).

    1. Роман, большое спасибо за внимание! Это важная поправка! Надо все-таки иногда перечитывать свои страницы. Обязательно исправлю.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Spam protection by WP Captcha-Free