Если вам требуется запитать какое-нибудь не слишком привередливое электронное устройство, то можно воспользоваться простейшей схемой параметрического стабилизатора. При изменении входного напряжения ток через балластный резистор тоже изменяется, изменяется напряжение на нем, а вот напряжение на стабилитроне остается практически неизменным. А, значит, и нагрузка получает практически неизменное питание.
Рассмотрим один из самых простых грубых расчетов такого стабилизатора. Задаются требуемым напряжением стабилизации на выходе Uст и током I, который должен включать в себя не только ток стабилитрона, но и ток нагрузки. Используя формулу I = (Uвх - Uст)/R1, находят R1 = (Uвх - Uст)/I.
Для любителей более точных и изощренных расчетов предлагается способ посложнее. Здесь исходными данными будут стабилизированное напряжение Uст = Uн на нагрузке Rн, предельные значения тока нагрузки Iн min и Iн max и наибольшие относительные ожидаемые отклонения входного напряжения питания
и
от его номинального значения Uвх ном. Исходя из соображений надежности аппаратуры мощность, рассеиваемая на стабилитроне, должна обязательно быть ниже предельной. Учитывая это, рекомендуется принимать при расчете наибольшее рабочее значение тока через стабилитрон не более 0,8 от указанного в справочнике Iст max. Это принятое значение тока обозначим Iст.р max. При токе Iст min , регламентированном техническими условиями, динамическое сопротивление rд стабилитрона существенно увеличивается по сравнению со значением, соответствующим номинальному току стабилизации. Это ухудшает стабильность выходного напряжения в режиме наибольших значений тока нагрузки и при напряжении Uвх, близком к нижнему пределу. Для того, чтобы обеспечить приемлемый коэффициент стабилизации, минимальное рабочее значение тока через стабилитрон Iст.р min принимают при расчете в 3раза большим, чем Iст min. При расчете необходимо учитывать, что чем больше Iст.р min и чем меньше Iст.р max, тем больше необходимое значение напряжения Uвх.
Сначала проверяют пригодность выбранного по напряжению стабилизации стабилитрона при заданных пределах тока нагрузки и питающего напряжения:
, где
и
. Если неравенство не выполняется и нет возможности применить более мощный стабилитрон, то придется задаться меньшими значениями
и
, уменьшить Iн max или увеличить Iн max.
В тех случаях, когда нагрузка включена постоянно и нагрузочный ток не изменяется, можно принять Iн max = Iн min. Если же, наоборот, надо предусмотреть режим холостого хода стабилизатора, то во избежание повреждения стабилитрона выбирают Iн min = 0. Ток выражают в миллиамперах.
Номинальное значение напряжения Uвх, которое должен обеспечить выпрямитель, вычисляют по формуле:
Сопротивление (в Омах) балластного резистора R1 равно: