2017-12-16
992
Компенсационные стабилизаторы напряжения обладают более высоким коэффициентом стабилизации (
) и меньшим выходным сопротивлением по сравнению с параметрическими. Их принцип работы основан на том, что изменение напряжения на нагрузке (под действием изменения 
или 
) передается на специально вводимый в схему регулирующий элемент, препятствующий изменению напряжения 
.
Регулирующий элемент (транзистор) может быть включен либо параллельно нагрузке, либо последовательно с ней. В зависимости от этого различают два типа компенсационных стабилизаторов напряжения: параллельные (рис. 9.13, а) и последовательные (рис. 9.13, б).
Рис.9.13. Структурные схемы параллельного (а) и последовательного (б) компенсационных стабилизаторов напряжения.
Воздействие на регулирующий элемент (РЭ) в обоих типах стабилизаторов осуществляется управляющей схемой, в которую входят усилитель постоянного тока (УПТ) и источник опорного напряжения (ИОН). С помощью ИОН производят сравнение напряжения на нагрузке с опорным напряжением. Функция УПТ сводится к усилению разности сравниваемых напряжений и подаче усилению сигнала непосредственно на регулирующий элемент.
|
|
|
В схеме рис. 9.13, а стабилизация напряжения на нагрузке достигается, как и в параметрическом стабилизаторе, изменением напряжения на балластном резисторе 
путем изменения тока регулирующего элемента.
В схеме рис. 9.13, б регулирующий элемент включен последовательно с нагрузкой. Стабилизация напряжения нагрузки осуществляется путем изменения напряжения на регулирующем элементе. Ток регулирующего элемента здесь равен току нагрузки.
В соответствии с рассмотренным, принцип действия компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения основан на изменении сопротивления регулирующего элемента.
Энергетические показатели (в частности к.п.д.) последовательных стабилизаторов напряжения более высокие, чем параллельных. Это является главной причиной того, что последовательные стабилизаторы нашли наибольшее применение в практике. Из преимуществ параллельных стабилизаторов следует отметить их не критичность к перегрузкам по току , в частности коротким замыканиям выходной цепи. Последовательные стабилизаторы требуют устройств защиты регулирующего элемента при перегрузках по току.
Принципиальная схема компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа приведена на рис. 9.14.
Рис. 9.14. Схема компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа.
Транзистор VT1 служит регулирующим элементом, а УПТ выполнен на транзисторе VT2. Источником опорного напряжения является стабилитрон VD, включенный в цепь эмиттера транзистора VT2. Резисторы R1, R2 являются элементами входного делителя напряжения. Напряжение между базой и эмиттером транзистора VT2:
|
|
|
Резистор R используют для вывода стабилитрона на рабочий участок характеристики, если ток 
транзистора VT2 мал.
Предположим, что под действием уменьшения напряжения напряжение стало меньше номинального. Снижение напряжения вызывает уменьшение напряжения на базе 
и напряжения 
транзистора VT2, а следовательно его токов 
и 
. Уменьшение тока приводит к меньшему падению напряжения на резисторе 
и увеличению напряжений 
и 
транзистора VT1. Вследствие увеличения напряжения напряжение 
транзистора VT1 уменьшается, повышая тем самым почти до прежней величины напряжение . Подобно рассмотренному, осуществляется компенсация изменения напряжения при увеличении , а также при изменениях тока нагрузки.
Другими словами, опорное напряжение (задается с помощью стабилитрона VD) сравнивается с напряжением на резисторе R2, которое пропорционально выходному напряжению стабилизатора, т.к. этот резистор является плечом делителя напряжения R1, R2. Разница этих напряжений усиливается транзистором VT2 и выделяется на резисторе 
. Напряжение на этом резисторе является входным напряжением регулирующего элемента VT1 и, поэтому, обуславливает изменение напряжения коллектор – эмиттер транзистора VT1, благодаря чему обеспечивается стабилизация выходного напряжения.
