1. Przeznaczenie stabilizatorów napięcia stałego i ich najważniejsze parametry

1.10. Minimalne i maksymalne napięcie wejściowe

Napięcie UWE(MIN) to najmniejsze napięcie wejściowe, przy którym stabilizator może jeszcze poprawnie działać. Aby taka definicja była jednoznaczna, należy ustalić kryterium poprawnego działania. Najczęściej jest to możliwość uzyskania napięcia UWY z określoną dokładnością (np. z błędem mniejszym niż <ileś> %)1 .

Oprócz parametru UWE(MIN) bardzo często podaje się napięcie UDR (drop-out voltage), czyli minimalne napięcie między wejściem a wyjściem stabilizatora, przy którym pracuje on zgodnie z założeniami. Na ogół uważa się, że im mniejsza wartość UDR tym stabilizator jest lepszy, gdyż przekłada się to na możliwość wydzielania mniejszej mocy w jego elementach (co oznacza większą sprawność energetyczną układu), oraz na większy dopuszczalny zakres zmian napięcia wejściowego.

Oba parametry (UWE(MIN) i UDR) nie są tożsame ani bezpośrednio wzajemnie wymienne. Można sobie wyobrazić stabilizator, który co prawda jeszcze działa poprawnie przy bardzo niewielkiej różnicy napięć pomiędzy swoim wejściem i wyjściem (np. 1 V), ale i tak przestaje działać, gdy napięcie na jego wejściu spadnie poniżej pewnej bezwzględnej wartości (np. 10 V). Pomimo małej wartości UDR, na wyjściu takiego stabilizatora nie da się uzyskać napięcia np. 5 V przy napięciu wejściowym 6 V, albowiem do wejścia tego stabilizatora zawsze trzeba doprowadzić co najmniej 10 V. A więc opisanych warunkach realny drop-out opisanego stabilizatora to już nie 1 V, a aż 5 V. Z kolei, jeśli zechcemy w tym samym układzie uzyskać napięcie wyjściowe UO = 11 V, wystarczy go zasilić napięciem wejściowym UWE = 12 V.

Napięcie UWE(MAX) to jest najczęściej napięcie, powyżej którego stabilizator może ulec uszkodzeniu. I tu znów warto rozważyć różne przypadki. Uszkodzenie może być spowodowane tylko wytrzymałością napięciową elementów, z których zbudowano stabilizator, na przykład dopuszczalnym napięciem  kolektor – emiter któregoś z użytych tranzystorów. Jednak najczęściej ograniczeniem jest maksymalna moc, jaką można wydzielić w narażonym na nią elemencie. Należy bowiem pamiętać, że stabilizator napięcia to często „układ mocy” i głównym problemem przy jego realizacji jest wydzielające się ciepło.
 

[1] Z praktycznego punktu widzenia najsensowniejsze jest określanie UWE(MIN) i UDR dla maksymalnego założonego prądu IOMAX, jaki będzie pobierany z wyjścia – bo przecież zadaniem stabilizatora jest utrzymanie przewidywanego (projektowego) napięcia wyjściowego nawet w najgorszych warunkach, a więc także w takich, kiedy będzie on najbardziej obciążony.