Компенсаційні Стабілізатори

Компенсаційні стабілізатори - це замкнуті системи автоматич-ного регулювання із жорстким негативним зворотним зв'язком. Основ-ним елементом стабілізатора є так званий регулюючий елемент, зміною опору якого досягають стабілізації напруги на навантаженні.

Регулюючий елемент може вмикатися як паралельно навантажен-ню (у стабілізаторах паралельного типу), так і послідовно з ним (у стабілізаторах послідовного типу). На рис. 2.1 наведені структурні схеми стабілізаторів обох типів.

На схемах позначено: РЕ - регулюючий елемент; 11 - підсилювач постійного струму; ДОН - джерело опорної напруги Uт; Rб - баласт-ний опір; Rи - навантаження.

Стабілізатори працюють таким чином.

На вхід підсилювача П подається напруга U (напруга роз-узгодження), що після підсилення керує опором таким чином, щоб підтримувати напругу на виході стабілізатора незмінною.

Для стабілізатора паралельного типу маємо

ин=ивх-R6(1н+Ір) = сопst. (2.1)

Надлишок напруги падає тут на Кб. Для стабілізатора послідовного типу -

uн=umaх-ІнRРЕ=сопst. (2.2)

Надлишок напруги в цій схемі падає на РЕ.

Стабілізатор послідовного типу є більш економічним і тому набув широкого використання.

Найпростіший компенсаційний ста-білізатор послідовного типу можна по-будувати на основі параметричного ста-білізатора на стабілітроні та емітер-ного повторювача, як це показано на рис.2.2.

Тут емітерний повторювач забезпе-чує підсилення потужності (за рахунок підсилення струму) параметричного стабілізатора.

До речі, якщо замість стабілітрона до схеми ввести конденса-тор, отримаємо активний ємнісний фільтр, ефектив-на ємність якого переви-щує встановлену у Р разів (Р - коефіцієнт підсилення транзистора за струмом у схемі з СЕ).

Схема більш складного і потужнішого компенса-ційного стабілізатора по-слідовного типу, що забез-печує можливість регу-лювання вихідної напруги (напруги на навантаженні), наведена на рис. 2.3

Тут регулюючим елементом є транзистор VТІ, а підсилювач сигналу зворотного зв'язку- VТ2. За джерело опорної напруги править парамет-ричний стабілізатор, виконаний на стабілітроні VDІ та резисторі R2. Дільник напруги на резисторах R3 – R5 з коефіцієнтом ділення к є датчиком сигналу зворотного зв'язку.

Підсилювач сигналу розузгодження VТ2 під дією напруги U = kUн -UСІЯ змінює опір VТІ таким чином, щоб підтримувати напругу на наванта-женні незмінною:

U1=U- UРЕ = соnst. (2.3)

Припустимо, що і/ю зростає і це повинно призвести до зростання UH. Тоді також зростає kUH-Ucm що викликає зростання колекторного струму VТ2 ІК2 та зменшення базового струму VТІ, оскільки ІБ1 = (I1— ІК2). Опір VТІ зростає, а значить зростає і падін-ня напруги на ньому UРЕ, а Uн = сопst - залишаєть-ся незмінним.

Таким чином, стабільність вихідної напруги підтримується завдяки негативному зворотному зв'язку.

Змінюючи положення регулятора резистора К4, можна змінювати ви-хідну напругу UH.

(2.4)

Коефіцієнт стабілізації такого стабілізатора може сягати Кст>1000.

Зараз широко використовують стабілізатори напруги компенсацій-ного типу у інтегральному виконанні з потужністю до 100 Вт. Окрім надзвичайно якісного виконання бсновної функції (стабілізації напру-ги), вони, за рахунок введення до складу мікросхеми додаткових вузлів, забезпечують також захист від короткого замикання у навантаженні та від перевантаження (від перевищення температури корпусу). Ма-ючи у своєму складі кілька десятків елементів, такі стабілізатори розміщуються у корпусі звичайного потужного транзистора. Випус-каються ІМС стабілізаторів як з фіксованими значеннями вихідної напруги, так і з можливістю її регулювання за допомогою зовнішнього резисторного дільника.

ВСТУП

Метою даної роботи є набуття навиків вибору і застосування інтегральних стабілізаторів напруги для живлення електронних при-строїв.Для виконання роботи необхідно знати принципи побудови і дії компенсаційних стабілізаторів напруги та їх використання у випрямлячах.

Робота стабілізатора у випрямлячі фактично полягає у тому, що навантаження за допомогою ключів так підмикається до джерела напруги змінного струму, щоб за час кожного півперіоду його напруги

(позитивного і негативного) струм у навантаженні протікав у одному напрямку. Виходячи з цього, найважливішим вузлом випрямляча є вентильна схема – схема випрямлення.

Теорія випрямлячів зводиться до розробки аналітичних виразів, що зв’язують відомі параметри напруги мережі живлення і навантаження з невідомими параметрами, які характеризують роботу вентильної схеми. На підставі цього робиться вибір типу вентилів для конкретної схеми випрямляча та розрахунок його вузлів.

ВИСНОВОК

В даній роботі були розглянуті методи і розрахунки застосування інтегральних стабілізаторів напруги для живлення електронних при-строїв, принципи їх побудови, дії, а також їх використання у випрямлячах.

Отже, вихідними даними для вибору інтегрального стабілізатора є:

1) Uвих , В - напруга на виході стабілізатора (напруга живлення елек-тронного або іншого пристрою, для якого будується стабілізатор);

2) Uвх min, В - мінімальна вхідна напруга стабілізатора (надходить із фільтра випрямляча);

3) Uвх max, В -максимальна вхідна напруга стабілізатора; . 4) Рн, Вт - потужність навантаження;

5) тип ІМС стабілізаторів напруги.