Stabilizatory napięcia i prądu
Stabilizator to układ elektroniczny, który utrzymuje stałe napięcie lub prąd na wyjściu, niezależnie od zmian napięcia zasilającego oraz obciążenia. Wyróżnia się stabilizatory napięcia i prądu, które mogą być stosowane w systemach prądu stałego lub przemiennego. Stabilizatory prądu zazwyczaj opierają się na stabilizatorach napięcia.
W stabilizatorach wykorzystuje się obwody ujemnego sprzężenia zwrotnego, które porównują napięcie wyjściowe z wzorcowym źródłem o dużej stabilności. Na podstawie tego porównania generowany jest sygnał sterujący, który reguluje elementy układu w celu kompensacji zmian napięcia na wyjściu. Stabilizatory dzielą się na liniowe i impulsowe.
Stabilizatory liniowe
Stabilizatory liniowe, początkowo zbudowane na elementach dyskretnych, obecnie w większości dostępne są w formie układów scalonych, oferując lepsze parametry. Wbudowane obwody ograniczające prąd wyjściowy zapobiegają przeciążeniom i przegrzaniu. Przykłady stabilizatorów to:
- LM78L05 – napięcie 5 V, prąd 0,1 A
- LM79M15 – napięcie -15 V, prąd 0,5 A
Seria stabilizatorów 78XX obsługuje napięcia do 24 V, a 79XX do -24 V. Oznaczenia numeryczne wskazują napięcie wyjściowe, na przykład 7852 oznacza 5,2 V.
Stabilizatory impulsowe
Stabilizatory impulsowe działają poprzez okresowe włączanie i wyłączanie elementu kluczującego, co pozwala na utrzymanie średniej wartości napięcia na określonym poziomie. Charakteryzują się wysoką sprawnością (70–90%) i są stosowane w układach o większej mocy. Wymagają elementów dyskretnych, takich jak indukcyjności i kondensatory.
W stabilizatorach impulsowych występują różne topologie nieizolowanych przekształtników DC/DC:
- Obniżające (buck) – napięcie wyjściowe niższe od wejściowego
- Podwyższające (boost) – napięcie wyjściowe wyższe od wejściowego
- Zmieniacze polaryzacji napięcia
Izolowane stabilizatory impulsowe, które zawierają transformator, nazywane są przetwornicami napięcia i są powszechnie używane w zasilaczach komputerowych i innych aplikacjach elektronicznych.
Podsumowanie
Stabilizatory napięcia i prądu są kluczowymi elementami w systemach elektronicznych, zapewniając stabilność działania układów. Wybór odpowiedniego typu stabilizatora zależy od specyfikacji projektu oraz wymagań dotyczących mocy i efektywności energetycznej.
