Название: Электровакуумные приборы (Алексеев C. Н.)

Жанр: Военный

Просмотров: 4236

4.2.2 газоразрядный стабилизатор напряжения (стабилитрон)

Для питания многих радиотехнических схем питающее напряжение должно быть по- стоянным (стабильным). Величина же напря- жения источника (обычно выпрямителя) по разным  причинам  может  изменяться.  Чтобы

Рис. 4.5 Газоразрядный стабилизатор напряже- ния (стабилитрон)

поддерживать напряжение на нагрузке практически неизменным при измене- нии напряжения источника и при изменении величины сопротивления на- грузки в некоторых пределах, применяют газоразрядный стабилизатор на- пряжения (стабилитрон). При тлеющем разряде изменение тока через газо- разрядный прибор не сопровождается увеличением напряжения на нём. Это свойство тлеющего разряда используется для стабилизации напряжения.

Газоразрядный стабилизатор представляет собой стеклянный баллон, в котором находятся два электрода —   катод и анод. Катод имеет форму ци- линдра с большой поверхностью, анод представляет собой стержень, распо- ложенный по оси катода (рис. 4.5). Внутренняя (рабочая) поверхность катода активируется. Баллон наполняется аргоном, неоном или смесью газов при

давлении в несколько десятков миллиметров ртутного столба. Благодаря большой поверхности катода напряжение между электродами при значи- тельных изменениях тока через стабилитрон остаётся неизменным. Вольтам- перная характеристика стабилитрона приведена на рис. 4.6. Параметрами стабилитрона являются: напряжение зажигания Uзаж, напряжение стабилиза- ции (напряжение горения) Uст, минимальный ток Iмин, необходимый для го- рения стабилитрона, и максимальное значение тока через стабилитрон Iмакс , при котором напряжение на стабилитроне остаётся практически равным ве- личине Uст. Каждый тип стабилизатора имеет определенное значение напря- жения Uст, которое поддерживается при работе с точностью +2\%. Величина напряжения стабилизации зависит от материала катода и вида газа, которым наполнен баллон.

Схема включения стабилитрона показана на рис. 4.7. Напряжение источ- ника (выпрямителя) должно быть больше Uст. Между источником и нагруз- кой включается балластное сопротивление Rб, на котором происходит паде- ние напряжения

UR=Uист-Uст.

Падение напряжения UR создаётся за счёт тока

Рис. 4.6 Вольтамперная характеристика га- зоразрядного стабилизатора напряжения (стабилитрона)

I=Iст+Iн.

Так      как       сопротивле-

ние  нагрузки  и  стабили-

трон    соединены    парал-

лельно, то напряжение на нагрузке равно напряже- нию на стабилитроне, т. е. величине Uст. При увели- чении напряжения источ- ника сопротивление ста- билитрона уменьшается, в результате чего ток, иду- щий через стабилитрон, увеличивается. За счёт этого падение напряжения

на сопротивлении Rб  уве- личивается,  а  напряжение на стабилитроне и на на- грузке остаётся практиче- ски неизменным. Таким образом, ток через нагруз- ку не изменяется, а ток че- рез стабилитрон Iст  и ток в общей  цепи  I  возрастают на одинаковую величину. При уменьшении напряже- ния источника ток через стабилитрон уменьшается, за  счёт  чего  падение  на-

Рис. 4.7 Схема включения стабилитрона

пряжения на сопротивлений Rб  уменьшается, а напряжение на стабилитроне и на нагрузке остаётся практически неизменным.

Нижний предел напряжения источника ограничивается Iмин  данного ста- билитрона. При напряжении источника ниже этого предела стабилитрон го- реть не будет, и напряжение на нагрузке не будет стабилизироваться. Верх- ний предел определяется максимальным током через стабилитрон Iмакс. Если напряжение источника увеличится настолько, что ток через стабилитрон пре- высит значение Iмакс,  напряжение на стабилитроне (и на нагрузке) окажется выше значения Uст.

Пределы изменения напряжения источника, при которых на нагрузке по-

лучается стабилизированное напряжение, зависят:

— от типа стабилитрона (от значения токов Iмин  и Iмакс);

Рис. 4.8 Форма напряжения на разряднике антенного переключателя

(огибающая высокочастотного напряжения)

— от величины тока нагрузки Iн  (т. е. от сопротивления нагрузки);

— от величины балластного сопротивления Rб.

В схеме, изображенной на рис. 4.8, напряжение на нагрузке остаётся по-

стоянным не только при изменении напряжения источника, но и при измене-

нии величины самой нагрузки.