Стабилизация больших напряжений при помощи низковольтных кремниевых стабилитронов

Используя низковольтный кремниевый стабилитрон в качестве источника опорного напряжения, можно разработать стабилизированный высоковольтный источник питания. Выходное напряжение такого источника питания регулируется в пределах 50-250 В, при этом коэффициент стабилизации составляет 0,5%. Применение указанной схемы целесообразно, например, в том случае, когда отсутствуют положительное и отрицательное питающие напряжения, необходимые для операционных усилителей.

Кремниевый стабилитрон D1 формирует опорное напряжение. Ток стабилитрона выбирается в соответствии с заданными температурными коэффициентом и максимальным выходным током. Благодаря использованию полевого транзистора Q1 резисторы R1 и R2 могут быть высокоомными и маломощными, в результате чего уменьшается шунтирование выходного напряжения. В случае подключения этих резисторов непосредственно к базе транзистора Q2 ухудшается коэффициент стабилизации схемы и выходное сопротивление изменяется в широких пределах, что объясняется низким входным сопротивлением транзистора Q2.

Выходное напряжение стабилизатора можно записать в виде

Коэффициент усиления транзистора Q2 при разомкнутой петле обратной связи равен 67 дБ и зависит от крутизны полевого транзистора и от сопротивления нагрузки. Коэффициент обратной связи в схеме регулятора равен:

где R2=9R1.

Коэффициент усиления по напряжению при замкнутой петле обратной связи равен 20 дБ и определяется следующим выражением:

Тогда коэффициент усиления с замкнутой петлей обратной связи запишется в виде

Источник: Отделение Components Group фирмы Texas Instruments (Даллас, шт. Техас)