Stabilizator paralel pentru tensiuni mici

Bine te-am găsit !

Acum câteva zile o cititoare mi-a cerut o schemă de stabilizator de tensiune paralel pentru tensiuni de intrare între 2,4 şi 3 V, stabilizator care să ofere la ieşire o tensiune reglabilă între 1 şi 2 V pe o sarcină de 20 ohmi. Iniţial am crezut că este ceva banal însă când am început să fac calcule şi simulări pentru dimensionarea unei scheme clasice de stabilizator paralel mi-am dat seama că … nu o să mearga aşa :). De ce ? Pentru că:

• tensiuni mici de alimentare înseamnă curenţi mari, de alimentare, de comandă etc. Sursele de tensiune de referinţă nu pot oferi curenţi mari, pentru că sunt de referinţă, nu de putere. Din acest motiv, în anumite situaţii (cele în care sursele de tensiune de referinţă nu pot oferi curenţi suficient de mari) tensiunea de ieşire a stabilizatorului va varia în limite inacceptabil de mari;
• aş fi putut alege o schemă în care tensiunea de referinţă să fie chiar tensiunea de pe joncţiunea B-E a tranzistorului regulator. Aceasta din urmă, pe lângă faptul că este influenţată de temperatura tranzistorului, mai este influenţată şi de valoarea curentului de bază. Toate aceste variaţii nu sunt enorme, însă sunt amplificate de tranzistor şi astfel, din nou, la ieşire vom avea o tensiune care va varia în limite inacceptabil de mari.

Într-o concluzie generală, este dificil de realizat scheme simple care să funcţioneze bine la tensiuni de alimentare foarte mici. Dar dacă nu se poate simplu, poate putem rezolva problema ridicând puţin gradul de complexitate.

După încercarea mai multor variante, am ajuns într-un final la schema din figura 1. Se observă că am ales o sursă de tensiune de referinţă obişnuită realizată cu dioda Zenner de 1V (DZ₁) şi rezistenţa R₃. Pentru ca sursa de tensiune de referinţă să nu fie forţată să ofere curenţi mai mari decât este capabilă, am adăugat un amplificator operaţional în persoana lui U₁. U₁ este un amplificator operaţional mai special prin faptul că are tensiunea minimă de alimentare de 2V. Nu este obligatoriu să foloseşti neapărat MCP6002 pentru U₁, important este ca amplificatorul operaţional folosit să poată lucra alimentat cu tensiuni mai mici decât 2,4V (tensiunea minimă de alimentare a schemei din cazul de faţă).

Figura 1. Stabilizator paralel pentru tensiuni mici

Atenţie ! În această schemă tranzistorul Q1 poate disipa un maxim de 1,3 W, putere la care se poate încălzi până la distrugere. Pentru a preveni acest lucru, montează-l pe un radiator din aluminiu.

Rezultatul simulărilor schemei din figura 1 arată o precizie de stabilizare de circa 3%, ceea ce pentru majoritatea amplicaţiilor este suficient. Schema încă nu este testată practic aşa că dacă te apuci tu să o testezi înaintea mea, te rog să-mi comunici şi mie rezultatele obţinute pentru a le putea publica aici.

Dacă ţi-a plăcut acest articol distribuie-l în reţeaua ta de prieteni !

Cu bine,

Ciprian