Компенсаційні стабілізатори напруги

Робота компенсаційних (транзисторних) стабілізаторів напруги базується на порівнянні вихідної напруги стабілізатора з еталонною. Якщо вони не рівні між собою, то різниця цих напруг підсилюється й подається на регулювальний елемент, який відновлює вихідну напругу до стабілізованої величини. Такі стабілізатори дозволяють розширити діапазон стабілізованих напруг та забезпечити вищу якість стабіліза­ції (Кст.u > 50) порівняно з параметричними стабілізаторами.

За способом вмикання регулювального елемента відносно наван­таження, компенсаційні стабілізатори поділяють на послідовного та паралельного типів.

На рис. 3 зображено компенсаційний стабілізатор послідовного типу.

Рис. 3. Схема компенсаційного стабілізатора напруги

Транзистор VT1 виконує функцію регулювального елемента, а транзистор VT2 — функцію підсилювального елемента. Еталонна на­пруга задається з допомогою стабілітрона VD. Вона порівнюється з напругою на резисторі R2, яка пропорційна вихідній напрузі стабіліза­тора, тому що цей резистор є плечем дільника напруги R1, R2. Різниця цих напруг підсилюється транзистором VT2 і виділяється на резисторі Ry. Напруга на цьому резисторі є вхідною напругою регулювального елемента VT1 і, тому, зумовлює зміну напруги емітер-колектоp VT1, завдяки чому забезпечується стабілізація вихідної напруги.

5. Перетворювачі напруги Перетворювачі з незалежним збудженням

Двотактний перетворювач з середньою точкою.

Як і в двухтактной схемою з самозбудженням, VT1 і VT2 відкриваються по черзі, проте оскільки ми використовуємо зовнішній генератор, ми можемо виключити наскрізні струми шляхом введення спеціальних схем контролю за станом транзисторів (VT2 не відчиняться, поки VT1 ви не вийдете і навпаки) або шляхом введення фіксованою затримки між керуючими базовими імпульсами, що дозволить виключити стану, в яких обидва транзистора відкриті. Для згладжування пульсацій джерел живлення високої частоти широко використовують LC-фільтри (ефективність L стає рівною або більше ефективності С при тих же габаритах і масі). Однак через наявність паузи між керуючими імпульсами в якийсь момент часу VD1, VD2 виявляються закритими. Це може привести до розриву струму індуктивності і виникнення на ній великий ЕРС, здатної зашкодити елементи схеми. Для виключення режиму переривчастих струмів підключається VD3.

недоліки:

1. габаритні потужності трансформатора,

2. можливо підмагнічування осердя.

Мостова схема

Коли відкриті VT1 і VT4 (VT2, VT3 закриті) струм по колу: (+ Uп) - VT1 - VT4 - (-Uп).

При відкритих VT3, VT2 (VT1, VT4 закриті) струм по колу (+ Uп) - VT3 -VT2 - (-Uп).

Перемагнічування сердечника здійснюється по повній петлі гистерезиса.

переваги: подвійний розмах і на первинній обмотці (2Uп), краще перемагничивание трансформатора, т. к. і в прямому, і в зворотному напрямку працює одна обмотка.

недоліки: велика кількість транзисторів, а значить, і падіння напруги на них; ускладнена схема управління.

полу мостова схема

1) (+ Uп) - VT1 С2 - (-Uп).

2) (+ Uп) - С1 -VT2 - (-Uп).

переваги: наявність конденсаторів, які не пропускають постійну складову; немає подмагничивания сердечника.

недоліки: наявність наскрізних струмів, коли другий транзистор відкрився, а перший ще не закрився.

У двотактних схемах з метою виключення переривчастих струмів з одного боку і наскрізних струмів з іншого необхідно точно відслідковувати момент замикання одного з транзисторів для відмикання іншого, сто істотно ускладнює схему управління. З метою усунення цих недоліків були розроблені однотактний схеми з прямим і зворотним включенням діодів, які набули широкого поширення в імпульсних блоках харчування.

Однотактний перетворювач з прямим включенням діода (ОПНп)

При позитивній хвилі на базі VT1 енергія від джерела надходить через трансформатор на випрямляч VD2-VD3 і потім в навантаження. VD1 при цьому закритий і не бере участі в роботі схеми. При замиканні VT1 необхідно забезпечити шлях для розмагнічування до нуля сердечника трансформатора з метою виключення перенапруги на VT1. Енергія вторинною обмоткою не споживається, тому використовуємо додаткову обмотку Wрм, напруга на якій виявляється відмикає для VD1 (при замкненому VT1), що і забезпечує шлях розмагнічування.

Схема дозволяє передати більшу потужність в порівнянні зі зворотним включенням. Wрм - обмотка розмагнічування. Коли VT1 намагається закритися, напруга на W1 і Wрн змінює свою полярність, і струм, размагнічівая трансформатор через VD1, потрапляє на землю, що дозволяє збільшити робочу ділянку на петлі гістерезис.

Однотактний перетворювач із зворотним включенням діода (ОПНО)

Коли VT відкритий - енергія запасається в трансформаторі, а на вторинній обмотці напруга замикає VD.

При замиканні VT полярність напруги на обмотках інвертується (за правилом Ленца), VD відмикається, енергія надходить в навантаження. Величина напруги на Rн залежить від величини, накопиченої трансформатором, а значить, від часу відкритого стану VT. Схема виявляється автоматично захищеної від к. З. навантаження, т. к. коли енергія надходить в Rн, VT замкнений. Дроселя і розрядного діода в схемі не потрібно. Роль дроселя виконує трансформатор.