35. Компенсационные стабилизаторы напряжения (ксн): типы, структура, принцип работы, энергетика. Ксн: схемотехника, анализ поведения схемы при изменении входного напряжения и тока нагрузки.

2 функции:

1) стабилизация U на нагрузке с требуемой точностью

2) позволяют регулировать U в заданных пределах.

2 типа: * параллельные

* последовательные

Принцип действия основан на изменение падения U на регулировочном элементе (РЭ) под воздействием отклоняющего U в цепи нагрузки.

R_БАЛ- балластный резистор

РЭ- регулировочный элемент (один или несколько БТ

УПТ- усилитель постоянного тока

И ОН- источник опорного напряжения

ИОН формирует неизменное (опорное) U

УПТ усилитель сигнала рассогласования между U_H и U_ОПОРН

РЭ изменяет проводимость входной цепи со стаб-м

*

При этом изменение падения U на R_БАЛ корректировка U_H. U_H=const

* УПТ изменяет падение U на РЭ, компенсируя отклонения напряжения на нагрузке в результате тех или иных факторов.

Оценим мощность потерь:

1)

2)

т.е. в схеме А потери больше на величину U_ВХI_P

Поэтому схема В применяется чаще.

Преимущество первой схемы- нечувствительность к току к.з.

Принципиальная схема последовательного КСН.

Р Э – VT1

УПТ – VT2

(д/б), для этого коллект. цепь питается от источника Е.

На входе действует сигнал, пропорциональный U_H, …

(U_ОП-опорное)

ИОН – VD1

• Пусть т.е. (I_K2R_K2) т.е.

• Если , то все происходит наоборот.

Полученное выражение показывает, что регулирование U_H , изменяя R₁ и R₂.

Коэффициент стабилизации: К_СТ=100^НИ 1000^ЧИ

К _СТ зависит от коэффициента усиления усилителя постоянного тока (в данном случае ).

Чем больше , тем меньшим отклонением соответственно больше отклоняется I_K (т.е. схема более чувствительна)

Для управления регулир. VT1 надо обеспечить большой ток коллектора транзистора VT2.

Коэффициент мощности транзисторов имеет большое значение.

Дана схема – на 1А.

Для больших токов – составные транзисторы:

Плюс: нагрузка на бо^/льшие токи.

Двухкаскадный

Для того, чтобы гальван. связь между каск. не влияла на их работу, нужно чтобы φ_а = φ_в.

φ_а=

φ_в=

Пусть выполняется равенство: I_Э2=I_Э2

т.к. U_КЭ1>>U_БЭ2, то должно быть: R_Э2>>R_Э1.

Однако на резисторе R_Э выполнена последовательная отрицательная обратная связь по току.

Невозможность получения большого усиления в многокаскадной схеме УПТ составляет 1^Ю проблему, которая создает межкаскадная гальваническая связь.

2^Я проблема: все изменения токов и U (независимо от причины изменения) передаются с одного каскада непосредственно на другой, вызывая те же некоторые изменения.

Самопроизвольное изменение U в каскаде, возможно независимо от U_ВХ с течением времени называется дрейфом нуля усилителя.

Дрейф нуля усилителя в УПТ прямого усиления достигает 1^У 100^И мВ в час.

3^Я проблема: в УПТ прямого усиления несимметричны характеристики вход - выход относительно начала координат.