Шунтовой стабилизатор
Шунтовой стабилизатор включают не последовательно с нагрузкой, а параллельно ей: через балластный резистор течёт ток, и стабилизатор забирает его излишек, удерживая напряжение. Простейший пример — стабилитрон, регулируемый — TL431.
Обновлено Редакция GAW
Шунтовой стабилизатор (shunt regulator, параллельный стабилизатор) — стабилизатор напряжения, включённый параллельно нагрузке. От источника ток поступает через балластный резистор, а стабилизатор пропускает через себя столько тока, сколько нужно, чтобы напряжение на нагрузке оставалось постоянным: нагрузка взяла меньше — стабилизатор взял больше.
Простейший шунтовой стабилизатор — стабилитрон с резистором; расчёт резистора и мощности — в калькуляторе стабилитрона. Его точность ограничена разбросом и наклоном характеристики стабилитрона. Регулируемый и точный вариант — TL431: внутри источник опорного напряжения 2,495 В, усилитель ошибки и транзистор, а выход задают два резистора:
По даташиту onsemi выход настраивается от 2,495 до 36 В, а ток катода — от минимального 0,4–0,7 мА до 100 мА.
| Шунтовой | Последовательный (7805, LDO) | |
|---|---|---|
| Включение | параллельно нагрузке, после балластного резистора | между источником и нагрузкой |
| Ток от источника | почти постоянный, независимо от нагрузки | равен току нагрузки |
| КПД при малой нагрузке | низкий | выше |
| Защита от короткого замыкания | ток ограничен резистором | нужна встроенная защита |
Поэтому шунтовые стабилизаторы применяют для малых токов, в опорных цепях и обратной связи источников питания — в обратной связи TL431 сравнивает выходное напряжение с опорным. Выводы, исполнения и схемы — в карточке TL431.
Частые вопросы
Чем шунтовой стабилизатор отличается от последовательного?
Последовательный — например, 7805 или LDO — стоит между источником и нагрузкой и гасит лишнее напряжение на себе. Шунтовой включается параллельно нагрузке после балластного резистора и отводит лишний ток. Он проще, но тратит энергию впустую, даже когда нагрузка не потребляет.
Как рассчитать выход TL431?
По формуле из даташита onsemi: U = 2,495 · (1 + R1/R2) + Iref · R1, где R1 — резистор от катода к управляющему входу, R2 — от входа к аноду. Ток входа Iref мал, и вторым слагаемым при небольших R1 обычно пренебрегают. Готовый расчёт — в калькуляторе TL431.
Какой ток нужен через TL431?
Не меньше минимального тока катода — у onsemi 0,4–0,7 мА в зависимости от исполнения, — иначе он не стабилизирует. Балластный резистор рассчитывают так, чтобы этот ток оставался и при максимальном токе нагрузки, и при минимальном входном напряжении.
Источники
- onsemi. TL431A, B Series, NCV431A, B Series, SCV431A: Programmable Precision References (TL431/D, Rev. 45, November 2025) — регулируемый шунтовой источник: опорное 2,495 В, выход до 36 В двумя резисторами по формуле Vka = Vref · (1 + R1/R2) + Iref · R1; ток катода 1–100 мА, минимальный для стабилизации — 0,4–0,7 мА
- Diodes Incorporated. TL431/TL432: Adjustable precision shunt regulator (DS35050 Rev. 7-3, June 2021) — TL431 как регулируемый шунтовой стабилизатор; выводы и исполнения
Нашли ошибку?