Стабилизаторы компенсационного типа
Осуществляют компенсацию дестабилизирующего фактора за счет обратной связи, воздействующей на регулирующий элемент в направлении уменьшения возмущающего воздействия (рис.56).
Рис.56 – Структурная
схема стабилизатора компенсационного
типа
Принцип действия.
Изменение напряжения на нагрузке компенсируется на специально вводимой в схему регулирующем элементе (РЭ), препятствующем изменению напряжения на нагрузке.
Воздействие на РЭ осуществляется управляющей схемой, в которую входят измерительный элемент (ИЭ) и источник эталонного напряжения (ЭЭ).
С помощью ИЭ производится сравнение напряжения на нагрузке с эталонным напряжением. При отклонении Uн от заданного (Uоп), РЭ изменяет свое сопротивление в сторону компенсации возмущающего воздействия.
Стабилизаторы компенсационного типа непрерывного действия
Стабилизаторы компенсационного типа непрерывного действия выполняются:
С последовательным соединением регулирующего элемента (рис.57).
С параллельным соединением регулирующего элемента (рис.59).
1. Стабилизатор с последовательным соединением регулирующего элемента
Стабилизация напряжения нагрузки (рис.57) осуществляется путем изменения напряжения на регулирующем элементе. Ток регулирующего элемента равен току нагрузки. Усилитель (У) усиливает разность (Uээ–Uн) и подает ее на регулирующий элемент.
Принципиальная схема стабилизатора напряжения компенсационного типа с последовательным соединением регулирующего элемента приведена на рис.58.
Рис.58 – Схема
стабилизатора напряжения компенсационного
типа с последовательным соединением
регулирующего элемента
Устройство схемы.
Транзистор VT1 выполняет функцию регулирующего элемента. Источником опорного напряжения служит стабилизатор параметрического типа с Rб и стабилитроном VD1. Силовая цепь стабилизатора, включая источник питания, VT1 и Rн представляет собой усилительный каскад на транзисторе VT1, включенный по схеме с общим коллектором, в котором Uвх – напряжение питания, Uоу – входное напряжение, Uн – выходное напряжение.
Принцип действия:
Стабилизирующее действие схемы обусловлено наличием в ней глубокой отрицательной обратной связи по выходному напряжению Uн.
В данной схеме:
Uн = Uвх – UkVT1 (53)
Изменение Uвх на ΔUвх приводит к изменению:
ΔUн = ΔUвх – ΔUkVT1 (54)
ΔUkVT1 = ΔUбVT1∙KVT1 = ΔUвых.оy∙KVT1 = ΔUвх.oy∙KVT1∙Koy = σ∙ΔUн∙KVT1∙Koy (55)
где
– определяет уровень стабилизации
выходного напряжения (рис.58).
Следовательно, ΔUн = ΔUвх – ΔUн∙σ∙KVT1∙Koy. Отсюда получаем:
(56)
Тогда коэффициент стабилизации:
Kст = λ∙(1 + σ∙KVT1∙Koy) (57)
где
– коэффициент передачи напряжения со
входа в нагрузку.
Регулирование уровня стабилизации выходного напряжения осуществляют посредством введения потенциометра R во входную цепь усилителя (У).
Достоинства:
Кст > 1000 (высокий коэффициент стабилизации).
Безинерционность.
Малое внутреннее сопротивление Ri ст = 10–3 ÷ 10–4 Ом.
Недостатки:
Низкий КПД (не более 0,5 ÷ 0,6).
Сложность схемы (следовательно, уменьшение надежности).
Высокая стоимость (по сравнению с параметрическими стабилизаторами).