Компенсаційні та імпульсні стабілізатори

1. Компенсаційні стабілізатори постійної та змінної напруги

2. Імпульсні стабілізатори

I. Компенсаційні стабілізатори постійної та змінної напруги

Компенсаційний стабілізатор з неперервним регулювання – представляє собою замкнуту систему автоматичного регулювання, або системи керування за відхиленням.

Процес стабілізації здійснюється:

Вихідна напруга U_вих – вимірюється вимірювальним елементом і порівнюється з опорною напругою в схемі порівняння (СП – схема сравнения); при відхиленні U_вих від заданого значення на виході СП виділяється сигнал неузгодження, який підсилюється підсилювачем і подається на регулюючий елемент (РЕ – Регулирующий элемент). Під дією сигналі неузгодження змінюється внутрішній опір РЕ а відповідно і спад напруги на ньому; зміна напруги на РЕ компенсує відхилення U_вих від заданого значення з певною точністю.

Таким чином, по закінченню процесу стабілізації напруга на виході буде стабілізована.

U_вих = U_вх (+ -) U_РЕ = const

Переваги:

• сталий вхідний струм при зміні опору навантаження;

• нечутливість до короткого замикання на виході

Недоліки:

• низький ККД

Компенсаційні стабілізатори змінної напруги - в якості РЕ застосовують феромагнітні пристрої (дроселі з насиченим осердям), а інколи використовують ТР та АТР з перерозподілом напруги).

Переваги:

• високий коефіцієнт стабілізації (декілька сотень);

• високий ККД (до 90%)

• мала чутливість до зміни частоти вхідної напруги Uвх.

Недоліки:

• великі габарити та маса;

• велика інерційність спрацювання;

• сильне спотворення форми вхідної напруги;

• велика різниця між вхідною та вихідною напругими.

Перспективою в розвитку стабілізаторів постійної напруги є використання інтегральних мікросхем.

Переваги інтегральних мікросхем:

• високий коефіцієнт стабілізації (більше 1000);

• малий вихідний опір (R менше 10^-10 Ом);

• без інерційність роботи;

• висока надійність і відсутність перешкод

Недоліки:

• необхідність застосування радіаторів, що призводить до збільшення габаритів і маси;

• невисокий ККД (40-50%).

2. Імпульсні стабілізатори

Імпульсний стабілізатор (напруги, струму), регулюючий елемент якого, працює в режимі періодичних переключень називається імпульсним стабілізатором

Класифікація:

- по способу включення РЕ:

А) послідовні;

Б) паралельні

- по способу регулювання:

А) з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ);

Б) з частотно-імпульсною модуляцією (ЧІМ);

- релейні або двопозиційні.

Структурна схема імпульсного стабілізатора

Принцип дії полягає:

Постійна вхідна напруга за допомогою РЕ перетворюється в імпульсну і поступає на вихід також у вигляді імпульсів, тому для отримання на виході постійної напруги потрібний згладжуючий фільтр.

В якості РЕ в імпульсному стабілізаторі застосовується транзистор, працюючий в режимі відсічки або насичення (тому втрат по потужності малі), а тому відмінною особливістю є високий ККД (до 90%).

Різновидом імпульсних стабілізаторів є стабілізатори на тиристорах, які дозволяють сумістити деякі функції випрямлення, регулювання і стабілізації. А також стабілізувати як постійну так і змінну напругу.