Lineare Stabilisatoren

Linearstabilisatoren für einfache Spannungsregelung

Linearstabilisatoren sind die am einfachsten zu implementierenden Spannungsregelungssysteme . Die meisten Komponenten dieser Art benötigen nur zwei externe Kondensatoren, um die Eingangs- und Ausgangsspannungen zu filtern. Die Kapazität dieser Elemente hängt vom Betriebsstrom des Stabilisators und der Bandbreite seiner Rückkopplungsschleife ab.

Einfaches Funktionsprinzip eines integrierten Linearstabilisators

Der Spannungsregler arbeitet mit einer Rückkopplungsschleife, um die Spannung zu stabilisieren . Durch den Vergleich der tatsächlichen Ausgangsspannung mit der eingestellten Referenzspannung am Fehlerverstärker steuert das System den Aktuator, meist einen MOSFET. Jede Spannungsdifferenz wird verstärkt und zur Steuerung verwendet, um den Fehler in der Ausgangsspannung zu reduzieren. Dadurch entsteht ein elektronischer Regelkreis mit Rückkopplung. Aufgrund der Art der Rückkopplung werden diese Systeme lineare Stabilisatoren genannt, da alle Komponenten des Rückkopplungspfads lineare Systeme sind. Aufgrund der Verwendung eines Transistors zur Regulierung der Spannung durch Steuerung des Spannungsabfalls an diesem Element muss die Spannung, die den Stabilisator versorgt, größer als die Ausgangsspannung sein.

Stabilisatoren - Einfach zu implementierende elektronische Komponenten

Die Implementierung von Linearstabilisatoren in elektronischen Schaltungen ist äußerst einfach , da die heute verfügbaren modernen Spannungsregler hochintegrierte integrierte Schaltungen sind, die in ihrer Struktur alle erforderlichen Elemente enthalten - ein Regelelement (Leistungstransistor), einen Fehlerverstärker und eine Referenzspannung. Dank dessen erfordert die Implementierung dieser Systeme keine langwierigen Berechnungen oder experimentelle Auswahl des Wertes der elektronischen Komponenten, die das System begleiten.

Spannungsstabilisator - Einfache Auswahl geeigneter Elemente

Aufgrund der einfachen Implementierung integrierter Spannungsregler ist die Auswahl externer Elemente für das System äußerst einfach . Meistens benötigt ein linearer Stabilisator nur zwei begleitende passive elektronische Komponenten – einen Eingangskondensator und einen Ausgangskondensator . Die Kapazität am Eingang des Systems dient zum Filtern der Versorgungsspannung für den linearen Stabilisator.

Es wird angenommen, dass der Eingangskondensator des Linearstabilisators eine Kapazität von 1000 Mikrofarad pro 1 Ampere fließenden Stroms haben sollte. Ein Kondensator mit niedrigem Serienersatzwiderstand (ESR) ist hier eine gute Idee. Um die Impedanz des Filters zu reduzieren, kann diese Kapazität in mehrere Kapazitäten zerlegt werden, beispielsweise 1000 μF, 1 μF, 100 nF und 1 nF parallel geschaltet. Dies führt zu einem niederohmigen Filter in einem weiten Frequenzbereich, was sicherlich die Qualität der Ausgangsspannung des Spannungsreglers verbessert.

Der Ausgangskondensator wird nach den Richtlinien der Katalogkarte ausgewählt. Dieses Element ist Teil der Rückkopplungsschleife im linearen Stabilisator, die sich auf seine Bandbreite auswirkt. Daher muss ein elektronisches Element mit einer solchen Kapazität ausgewählt werden, dass das Rückkopplungs-Psma des Spannungsreglers nicht überschritten wird, das auch durch andere darin enthaltene Elemente bestimmt wird die Struktur des Systems integriert. Normalerweise gibt die Katalogkarte dieser elektronischen Komponente an, was die minimale Ausgangskapazität für einen bestimmten Linearstabilisator ist.

Vorprogrammierte und konfigurierbare Spannungsstabilisatoren

Die meisten auf dem Markt erhältlichen Linearstabilisatoren haben eine werkseitig eingestellte Ausgangsspannung. Manche Spannungsregler gibt es aber auch in einer extern programmierbaren Version, also einer, bei der die Ausgangsspannung konfiguriert werden kann. Meistens wird dieses elektronische Element konfiguriert, indem dem System zwei Widerstände in einem Spannungsteiler hinzugefügt werden. Die Spannung vom Ausgang wird dann dem speziellen Messeingang des Linearstabilisators und dann dem Fehlerverstärker und dem Steuersystem zugeführt. Die genauen mathematischen Zusammenhänge zwischen den Widerständen dieser Widerstände und der Ausgangsspannung sind dem Datenblatt des jeweiligen Spannungsreglers zu entnehmen.