3.10 Складені транзистори в компенсаційних стабілізаторах

Оскільки при великих струмах навантаження Iн струм бази регулюючого транзистора може досягати значної величини, то для узгодження потужного регулюючого транзистора з малопотужним підсилювачем постійної напруги у таких стабілізаторах використовують складені транзистори.

На приведеній на рисунку 3.19 схемі в якості регулюючого елемента використовується складений транзистор, який утворюється транзисторами VT1, VT2, VT3. Резистори R1, R2 забезпечують режим за струмом транзисторам VT1, VT2. Коефіцієнт передачі струму складеного транзистора дорівнює [3, 7]:

, (3.31)

а його вхідний опір:

.

Збільшення вхідного опору складеного транзистора дозволяє збільшити резистор R4, а значить підвищується підсилення у ланцюзі зворотного зв'язку. Підсилювач живиться від стабільного додаткового джерела . Це також сприяє покращанню стабільності вихідної напруги.

3.11 Прямі зв’язки в компенсаційних стабілізаторах

Отримання високих показників стабілізаторів можна досягти не тільки збіль­шенням коефіцієнта підсилення, але і уведенням кіл керування безпосередньо по вхідним збуренням: зміна вхідної напруги , струму навантаження, температури навколишнього середовища. При цьому стабілізатори будують так, що регулювання ведеться прямими ланцюгами, а роль від'ємного зворотного зв'язку зводиться до додаткової стабілізації вихідної напруги.

Рисунок 3.19 – Схема КСН зі складеними транзисторами

Кількість ланцюгів керування за вхідними збуреннями може дорівнювати числу збурюючих факторів [8].

На рисунку 3.20 наведено приклад такої схеми [3, 6, 8].

Рисунок 3.20 – Схема КСН з прямим зв’язком за вхідною напругою

Принципово схема відрізняється від раніше розглянутих ланцюгом передачі вхідних збурень напруги (R1, C1) та диференціальним підсилювачем, виконаним на транзисторах VT2, VT3.

При відсутності конденсатора С1 частина вхідної напруги через резистор R1 надходить безпосередньо на вхід підсилювача. Вона протифазна напрузі на базі транзистора VT3, і завдяки цьому збільшується стабілізація напруги і згладжування пульсацій. При наявності конденсатора С1 збільшується тільки коефіцієнт згладжування пульсацій. Прямий зв’язок за вхідною напругою можна увести в усі розглянуті стабілізатори.

Виконання підсилювача на диференційному каскаді зменшує вплив температури на колекторний струм. Пояснюється це тим, що зсув робочих точок транзисторів VT2, VT3 при змінах температури буде однаковим.

Не дивлячись на простоту, розглянутий стабілізатор забезпечує нестабільність вихідної напруги на рівні 0,5 ... 1 % [8].

При роботі стабілізатора зі значними змінами опору навантаження у прямий ланцюг контуру регулювання доцільно увести сигнал, пропорційний струму навантаження (рисунок 3.21 [8]).

Рисунок 3.21 – Схема КСН з прямим зв’язком за струмом навантаження

Напруга, пропорційна струму навантаження, падає на резисторі R3, і ступінь компенсації збурення визначається величиною резистора. Вона підсумовується з еталонною напругою стабілітрона VD1 і надходить на неінвертуючий вхід операційного підсилювача, виконаного на мікросхемі DA1. На інвертуючий вхід надходить напруга з дільника R1, R2. Підсилений різницевий сигнал є керуючим для силового транзистора VTI.

Уведення в стабілізаторах додаткових керуючих ланок дозволяє зменшити і температурну нестабільність. Для цього один із резисторів дільника вихідної напруги повинен бути температурозалежним.