Короткі теоретичні відомості. Стабілізатором напруги називається пристрій, що автоматично підтримує із заданою точністю напругу на споживачі при зміні чинників

Стабілізатором напруги називається пристрій, що автоматично підтримує із заданою точністю напругу на споживачі при зміні чинників, що дестабілізуються в обумовлених межах.

Компенсаційний метод стабілізації заснований на порівнянні величини, що стабілізується, з еталонною. Різницева напруга впливає на один з елементів схеми стабілізатора, зменшуючи дію дестабілізуючого чинника. В якості еталонної зазвичай використовується напруга параметричного напівпровідникового стабілізатора.

Принципова схема стабілізатора компенсаційного типу зображена на рис.6. Основними елементами схеми є: вимірювальний елемент, що складається з опору R9; джерело еталонної напруги (R6 і стабілітрони Д13, Д14; підсилювальний елемент, що складається з двокаскадного підсилювача на транзисторах Т4 і Т2; регулюючого елементу на транзисторі Т3.

Рис.6. Схема транзисторного стабілізатора

напруги і струму

Важливими параметрами стабілізаторів є:

1) інтегральний або усереднений коефіцієнт стабілізації, під яким розуміють відношення відносної зміни дестабілізуючого чинника до викликаного ним відносній зміні величини, що стабілізується, тобто

K _U=(Δ E ₀^'/ Δ E ₀^'_ном): Δ E ₀/ Δ E _0ном= (Δ E ₀^'/ Δ E ₀) λ _ном; (12)

де λ _ном= Δ E ₀^'_ном/ Δ E _0ном - коефіцієнт передачі вхідної напруги;

2) вихідний опір постійному і змінному струму

R _{вих ст.}= Е _0ном/ І _0ном; R _{вих дин}= Δ E ₀/ Δ I ₀. (13)

Вихідний опір змінному струму може складати тисячні долі ома. Це запобігає самозбудженню живлених пристроїв і покращує їх частотну характеристику в області нижніх частот. Залежність

R _{вих дин} від параметрів схеми виражається формулою

R _{вих дин}= λ _номα R _ір/ K _U, (14)

де R _ір - внутрішній опір змінному струму регулюючого елементу; α= R 9^′/ R 9- коефіцієнт передачі вихідної напруги на базу Т 4 (R 9^′-нижня частина резистора R9; див. рис.6);

3) коефіцієнт згладжування пульсацій чисельно рівний інтегральному коефіцієнту стабілізації, K_C=K _U. Проте його можна збільшити, додавши в схему конденсатор С7. Величина його вибирається з умови

(1/ ω _п С 7)≤0.1 R 9^′′

R 9^′′-верхня частина резистора R9.

В цьому випадку для частоти пульсації збільшується до одиниці, а коефіцієнт згладжування зростає в 1/α раз, тобто

K _C= K _U/ α.

Все сказане вище справедливо і для стабілізатора струму. В цьому випадку на базу Т4 подається напруга, пропорційна що протікає через R11 струму навантаження, і регулювання відбувається так, щоб перешкоджати зміні струму навантаження;

4 ) коефіцієнт корисної дії (ККД) = Р ₀/ Р ₀^’.

Контрольні питання

1. У чому суть компенсаційного методу стабілізації напруги?

2) Намалюйте функціональну схему компенсаційного стабілізатора.

3) Поясните призначення стабілітрона і міркування по вибору величини еталонної напруги.

4) Дайте визначення інтегрального коефіцієнта стабілізації. Від яких параметрів схеми він залежить?

5) Що таке вихідний опір стабілізатора постійному і змінному струму? Чому бажано мати їх як можна меншими? Як це досягається?

6) Вкажіть в схемі стабілізатора елементи, складові вимірювальний елемент.

7) Яким вимогам повинні задовольняти регулюючий транзистор, що управляє?

8) Які Ви знаєте заходи поліпшення стабілізації напруги компенсаційними стабілізаторами?

9) Для чого іноді шунтують регулюючий транзистор активним резистором? Які параметри стабілізатора при цьому міняються і як?

10) Перерахуєте достоїнства і недоліки транзисторних компенсаційних стабілізаторів.

Поиск по сайту: