Stabilizacja napięcia to we współczesnych urządzeniach elektronicznych bardzo ważny element. Układy cyfrowe wymagają stabilnego i pewnego zasilania.
Najprostszym układem stabilizującym z jakim możemy się spotkać jest stabilizator oparty o diodę zenera. Podstawowy układ pracy prezentuje poniższy schemat:
Układ ten wykorzystuje efekt zenera, który zachodzi podczas przebicia złącza p-n w diodzie spolaryzowanej zaporowo, co skutkuje przepływem prądu, a cały nadmiar napięcia odkłada się na rezystorze. W efekcie wartość napięcia UOUT wynosi dokładnie tyle ile napięcie przebicia diody, czyli napięcie zenera. Diody zenera są produkowane na różne napięcia z przedziału od 1,5V do 200V.
Przeważnie jednak stosuje się stabilizatory scalone, które można podzielić na dwie grupy:
- z możliwością regulacji napięcia
- dodatniego
- ujemnego
- bez możliwości regulacji napięcia
- dodatniego
- ujemnego
Stabilizatory scalone cechują trzy podstawowe parametry:
- napięcie wyjściowe
- maksymalny prąd
- minimalne napięcie wejściowe
Na wejście stabilizatora napięcia trzeba podać odpowiednio większe napięcie niż te które ma być na wyjściu. W zwykłych stabilizatorach napięcia wynosi ono około 2V, ale istnieją także stabilizatory LDO, w których te napięcie jest dużo niższe. Napięcie to oznaczane jest często jako VDO.
Popularne stabilizatory nie regulowane:
- 78xx – najpopularniejszy ze wszystkich stabilizatorów napięcia dodatniego. Produkowane są wersje na napięcia: 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24 V. VDO = 2V
- 79xx – najpopularniejszy ze wszystkich stabilizatorów napięcia ujemnego. Produkowane są wersje na napięcia: 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24 V. VDO = 2V
- LM2940x – stabilizator napięcia dodatniego LDO. Możliwe napięcia to: 5, 8, 9, 10, 12, 15V. VDO = 0.5V
Popularne stabilizatory napięcia regulowane:
- LM317 – zakres napięć wyjściowych od 1.25 V do 37 V. VDO = 3V
- LM337 – zakres napięć wyjściowych od -1.25 V do – 37 VVDO = 5V
Współczesne stabilizatory napięcia posiadają różnego typu zabezpieczenia termiczne oraz nad prądowe, co zapewnia bezpieczeństwo działania układów i ogranicza szanse na spalenie układu.
Poza liniowymi stabilizatorami istnieje także grupa stabilizatorów impulsowych. Charakteryzują się one zdecydowanie większą sprawnością (mniej energii idzie na starty cieplne). Ciekawą cechą jest to, że umożliwiają podnoszenie i obniżane napięcia, co jest bardzo przydatne podczas zasilania układów z akumulatorów.