1.2 Компенсационные стабилизаторы напряжения.

Более высокий коэффициент стабилизации (несколько сотен или тысяч единиц) можно получить, применив компенсационные стабилизаторы. Различают стабилизаторы параллельного и последовательного типов (рисунок 5)

Рисунок 5 – Блок-схема компенсационного стабилизатора

Как наиболее экономичный, чаще применяется компенсационный стабилизатор последовательного типа, который исследуется в данной лабораторной работе.

В компенсационных стабилизаторах напряжения, как отмечалось выше, производится сравнение фактической величины с его заданной величиной и в зависимости от величины и знака разности между ними автоматически осуществляется соответствующее воздействие на элементы стабилизатора, направленное на уменьшение этой разности. То есть компенсационный стабилизатор напряжения последовательного типа представляет собой систему автоматического регулирования.

Основными элементами таких стабилизаторов является: источник опорного напряжения 3, сравнивающий и усилительный элемент (УПТ) 2 и регулирующий элемент (транзистор или электронная лампа) 1.

С опорным напряжением сравнивается выходное напряжение стабилизатора или часть его. В качестве источника опорного напряжения в большинстве случаев используются параметрические стабилизаторы. Усилитель постоянного тока 2 сравнивает и усиливает разность между опорным и выходным напряжениями до величины, необходимой для управления регулирующим элементом 1 – мощным транзистором.

Регулирующий элемент 1 исполняет роль балластного сопротивления. Схема усилителя постоянного тока 2 строится так, чтобы при возрастании напряжения на выходе стабилизатора (например, за счет увеличения входного напряжения или уменьшения тока нагрузки) выходной сигнал усилителя запирал регулирующий элемент. При этой внутреннее сопротивление регулирующего элемента 1 возрастает, падение напряжения на нем увеличивается, а остается практически неизменным. При уменьшении выходного напряжения реакция стабилизатора будет обратной. В стабилизаторах последовательного типа на регулирующем элементе падает напряжение равное.

1.2.1 Однокаскадный стабилизатор последовательного типа без усилительного элемента.

Стабилизатор последовательного типа, у которого в качестве регулирующего и усилительного элементов используется один транзистор (рисунок 6), по существу представляет собой эмиттерный повторитель.

Рисунок 6 – Принципиальная схема стабилизатора последовательного типа

Потенциал базы эмиттерного повторителя задается параметрическим стабилизатором. Выходное напряжение представляет собой разность между опорным напряжением и напряжением

(4)

Стабилизация напряжения осуществляется следующим образом. При возрастании уменьшается напряжение между эмиттером и базой транзисторапри, что вызывает рост сопротивления транзистора и увеличение падения напряжения на нем, а выходное напряжение при этом почти не меняется.

1.2.2 Стабилизатор последовательного типа с однокаскадным упт.

Принципиальная схема стабилизатора последовательного типа с однокаскадным УПТ приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 – Принципиальная схема стабилизатора последовательного типа с однокаскадным УПТ

В этой схеме регулирующим элементом является транзистор , а сравнивающим и усилительным – транзистор. Схема работает следующим образом. Напряжение стабилизацииподается на одну из диагоналей моста, в одно плечо которого включен стабилитрон, во второе – резистор. Третье и четвертое плечи образованы резистором. Напряжение на стабилитроне стабильно, поэтому при изменении выходного напряженияизменяется напряжение в другой диагонали моста, в которую включен эмиттерный переход. Если по какой-либо причине напряжение увеличивается (при увеличении напряжения на входе или уменьшении тока нагрузки), то потенциал базы становится более отрицательным относительно эмиттера. Транзисторприоткрывается, его коллекторный ток возрастает. Приращение коллекторного токасоздает на резисторепадение напряжения, плюсом приложенное к базе регулирующего транзистора. Регулирующий транзистор подзапирается, падение напряжения на нем возрастает, компенсируя увеличение входного напряжения. Выходное напряжение при этом остается практически постоянный.