Структура и принцип действия стабилизатора компенсационного типа с последовательно включенным регулирующим элементом

Рассмотрим структуру и принцип действия стабилизатора компенсационного типа с последовательно включенным регулирующим элементом. На рисунке 2.9 представлена принципиальная электрическая схема данного стабилизатора.

Рисунок 2.9 – Полупроводниковый стабилизатор напряжения

Нагрузкой представленного на рис. 2.9 стабилизатора напряжения является резистор R_н. На данной нагрузке действует напряжение U_вых. Роль регулирующего элемента выполняет транзистор VT1. Источник опорного напряжения U_оп (ИОН) реализован на стабилитроне VD1 и резисторе R_б. Опорное напряжение U_оп – это, по сути, падение напряжения на стабилитроне VD1. Схема сравнения (СС) и усилитель постоянного тока (УПТ) выполнены на транзисторе VT2. Резисторы R1, R3 и потенциометр R2 образуют схему делителя выходного напряжения, представляющего собой измерительный элемент.

Принципиальная сущность происходящих процессов в стабилизаторе напряжения компенсационного типа с последовательно включенным регулирующим элементом следующая. Измерительный элемент выделяет часть выходного напряжения, которая затем в СС сравнивается с опорным напряжением ИОН. СС выделяет разностное напряжение, которое получается в результате вычитания между собой опорного напряжения и напряжения с делителя выходного напряжения (измерительного элемента). Это разностное напряжение усиливается УПТ и воздействует на регулирующий элемент, заставляя его либо увеличивать, либо уменьшать напряжение на выходе стабилизатора напряжения для компенсации отклонений выходного напряжения.

Функционирование схемы, представленной на рисунке 2.9, происходит следующим образом. Предположим, что под воздействием дестабилизирующих факторов напряжение на нагрузке R_н увеличилось. В результате увеличивается напряжение на базе транзистора VT2, которое определяется как U_БЭ2=U_R3+U_R2–U_оп. Это, в свою очередь, вызывает увеличение коллекторного тока транзистора VT2. Возросший коллекторный ток транзистора VT2 приводит к увеличению падения напряжения на резисторе R_к. Потенциал базы транзистора VT1, который зависит от входного напряжения и напряжения на резисторе R_к, то есть U_БЭ1=U_вх+U_Rк, уменьшится, а следовательно, и выходное напряжение уменьшится.

Если под воздействием дестабилизирующих факторов напряжение на нагрузке R_н уменьшилось, то уменьшится напряжение на базе транзистора VT2, отчего сопротивление перехода коллектор-эмиттер транзистора VT2 увеличится, а коллекторный ток транзистора уменьшится. Следовательно, уменьшится падение напряжения на резисторе R_к, отсюда потенциал базы транзистора VT1 увеличится, что приведет к увеличению снизившегося выходного напряжения.

Схема данного стабилизатора рассчитывается под определенную наиболее вероятную величину отклонений входного напряжения, при которой гарантируется поддержание заданного напряжения на выходе стабилизатора с высокой точностью.

Дата добавления: 2017-01-13