Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения

В них выходное постоянное напряжение поддерживается за счет изменения сопротивления регулирующего элемента специально вводимого в схему.

В стабилизаторе последовательного типа регулирующий элемент включается последовательно с нагрузкой (рис. 12.9). Работа стабилизатора описывается соотношением

U_вых=U_вх – U_рэ.

Рис.12.9

Сопротивление регулирующего элемента, а следовательно и напряжение

Рис.12.10

на нем, возрастает с увеличением напряжения на нагрузке и уменьшается при уменьшении выходного напряжения, за счет чего и стабилизируется выходное напряжение. Регулятор напряжения состоит:

1- регулирующий элемент.

2- Элемент измерения выходного напряжения. Он пропорционален выходному αU_вых, где α – коэффициент передачи делителя выходного напряжения.

3- источник опорного напряжения, который создает постоянное напряжение U_оп, которое не зависит от нагрузки и входного напряжения.

4- усилитель сигнала рассогласования (ошибки). Он сравнивает два входных напряжения и вырабатывает напряжение рассогласования U_вых.оу=К_оу(U_оп – αU_вых), которое поступает на регулирующий элемент и изменяет его сопротивление так, что напряжение U_вых.оу=U_вых. Отсюда следует, что U_вых.=К_оу(U_оп – αU_вых). Разрешим последнее относительно U_вых, получим U_вых.= U_оп К_оу/(1+ α К_оу). Учитывая, что К_оу→∞, получим U_вых.= U_оп /α. Из уравнения следует, что выходное напряжение определяется от U_оп /α и не зависит от U_вх и R_н.

Коэффициент стабилизации схемы равен: К_ст= К_оу

Принципиальная схема стабилизатора последовательного типа (рис12.10) состоит:

R₁, VD1 - параметрический стабилизатор напряжения, служит для питания операционного усилителя.

R₂, VD2 - параметрический стабилизатор, является источником опорного напряжения.

Операционный усилитель DA1, выполняет роль усилителя сигнала ошибки. Транзистор VT1, выполняет роль регулирующего элемента.

Компенсационный стабилизатор параллельного типа (рис.12.11): Здесь регулирующий элемент 1 включен параллельно нагрузке. Схема работает так, что

а избыточное выходное напряжение выделяется на токоограничительном сопротивление R_огр.

Компенсационные стабилизаторы непрерывного типа обеспечивают большой коэффициент стабилизации и хорошее подавление пульсации выпрямленного напряжения. Однако они имеют малый КПД, т. к. их регулирующий элемент, транзистор, работает в активном режиме, режиме класса А и на нем выделяется значительная мощность. Коэффициент полезного