Компенсационные стабилизаторы

Важнейшим условием нормальной работы электронных устройств является стабильность питающего напряжения.

Качество работы стабилизатора характеризуется:

- Коэффициентом стабилизации, который показывает во сколько раз относительное изменение выходного напряжения (тока) меньше относительного изменения входного напряжения(тока) при условии R_н=const.

- Коэффициент полезного действия, равный отношению мощности, выделяемой на нагрузке, ко входной мощности.h=P_н/P_вх=(U_нI_н)/(U_вхI_вх).

- Выходное сопротивление, показывающее во сколько раз изменится напряжение на выходе стабилизатора при изменении тока нагрузки: R_вых=DU_н/DI_н/U_вх=const

- Важным параметром стабилизаторов является температурный коэффициент по напряжению ТКН, который характеризует изменение выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды при неизменном входном напряжении и нагрузке (U_вх=const; I_н=const), т.е. ТКН=DU_вых/DТ_{окр. ср.}

В зависимости от рода стабилизируемого напряжения или тока стабилизаторы подразделяются на стабилизаторы переменного напряжения (тока) и стабилизаторы постоянного напряжения (тока). В зависимости от метода стабилизации они подразделяются на параметрические, компенсационные и импульсные.

Компенсационные стабилизаторы напряжения

Компенсационные стабилизаторы по принципу действия различают на непрерывные и импульсные. Стабилизаторы напряжения непрерывного действия представляют собой систему автоматического регулирования, в которой фактическое значение выходного напряжения сравнивается с заданным значением эталонного (опорного) напряжения. Возникающий при этом сигнал рассогласования усиливается и должен воздействовать на регулирующий элемент стабилизатора таким образом, чтобы выходное напряжение стремилось вернуться к заданному уровню. В качестве источника опорного напряжения обычно используют параметрический стабилизатор.

Рис.1 Структурная схема компенсационного стабилизатора последовательного типа.

В схеме компенсационного стабилизатора последовательного типа регулирующий элемент РЭ включен последовательно с нагрузкой и играет роль управляемого балластного сопротивления. Разностный сигнал рассогласования U_н-U_оп, формируемый схемой сравнения СС, поступает на вход усилителя постоянного тока У, усиливается и воздействует на регулирующий элемент РЭ. При положительном сигнале рассогласования (U_н-U_оп)>0, внутреннее сопротивление РЭ возрастает, и падение напряжения U_рэ на нем увеличивается. Т.к. РЭ и нагрузка включены последовательно, то при увеличении U_РЭ выходное напряжение уменьшается, стремясь к значению U_Н.НОМ. При отрицательном сигнале рассогласования (U_н-U_оп)<0, наоборот, внутреннее сопротивление РЭ и падение напряжения на нем уменьшаются, что приводит к возрастанию выходного напряжения. Таким образом, в компенсационном стабилизаторе действует отрицательная обратная связь по напряжению.

Рис.2 Принципиальная схема компенсационного стабилизатора.

Роль регулирующего элемента в схеме играет транзистор VT₁. При увеличении U_ВХ выходное напряжение возрастает по абсолютному значению, создавая положительный сигнал рассогласования напряжения U_бэ2 на входе усилителя постоянного тока, выполненного на транзисторе VT₂. Ток коллектора транзистора VT₂ возрастает, а потенциал коллектора VT₂ становится более отрицательным. Напряжение база-эмиттер транзистора VT₁ уменьшается, что приводит к возрастанию внутреннего сопротивления транзистора VT₁ и падения напряжения на нем. Выходное напряжение при этом уменьшается, стремясь к прежнему значению.

Для повышения коэффициента стабилизации схемы резистор R_к, определяющий базовый ток регулирующего транзистора VT₁, подключается к стабильному источнику напряжения – Е₀. Главная регулировка выходного напряжения производится с помощью делителя напряжения R₁, R₂, R₃.

В схеме компенсационного стабилизатора напряжения параллельного типа РЭ подключен параллельно нагрузке R_н. Последовательно с ним включается балластный резистор R_Б.

Разностный сигнал рассогласования / U_Н-U_ОП/, формируемый схемой сравнения (СС), усиливается с помощью усилителя У и воздействует на регулирующий элемент РЭ, изменяя его ток I_P таким образом, чтобы обеспечить постоянство выходного напряжения U_Н. КПД у таких стабилизаторов ниже, чем у стабилизаторов последовательного типа, так как на балластном резисторе R_Б расходуется дополнительная мощность.

Рис.3 Схема структурная компенсационного стабилизатора напряжения параллельного типа

Стабилизаторы тока

В компенсационных стабилизаторах тока последовательно с нагрузкой включается эталонный резистор R_эт, напряжение на котором стабилизируется с помощью обычного стабилизатора напряжения. Таким образом, при изменении нагрузки R_н ток, протекающий через нее, останется неизменным.

Рис.1 Вариант схемы компенсационного стабилизатора тока.

Сигнал рассогласования U_{R Д.Т.}-U_ОП усиливается с помощью усилителя постоянного тока на транзисторе VT2, и воздействует на регулирующий элемент (транзистор VT₁).

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 447; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!