Повна версія

Головна arrow Техніка arrow ЕЛЕКТРОННІ АПАРАТИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

РЕГУЛЯТОРИ-СТАБІЛІЗАТОРИ БЕЗПЕРЕРВНОЇ ДІЇ

Регулятори-стабілізатори безперервної дії можуть бути розділені на дві групи: параметричні та компенсаційнізворотним зв'язком). Параметричні стабілізатори напруги найбільш прості і широко застосовуються в різноманітних електронних пристроях для стабілізації напруги живлення окремих функціональних вузлів схеми. Принцип дії параметричних стабілізаторів напруги заснований на використанні яскраво вираженою нелінійності ВАХ деяких напівпровідникових приладів: стабилитронов, діодів та ін. На рис. 4.16, а наведена найпростіша схема стабілізатора напруги на навантаженні R w виконаного на стабілітроні VD. баластний резисторR C) обмежує струм в стабілітроні і сприймає надлишок напруги джерела живлення. Принцип стабілізації пояснимо, використовуючи графічний метод аналізу нелінійних ланцюгів. На рис. 4.16, б показані ВАХ стабілітрона (крива 1) і навантаження R H (пряма 2, проведена під кутом а н = arctg R H ). Підсумовуючи їх ординати, отримуємо залежність вхідного струму / вх від вихідної напруги (крива 3). На тому ж графіку представлено дзеркальне відображення ВАХ баластного резистора (пряма 4, яка перетинає вісь абсцис в точці, що відповідає вхідній напрузі Е, і проведена під кутом а б = arctg /? Б ). Штриховими лініями показані зміни положення прямої 4, викликані відхиленнями вхідної напруги АН. Ми бачимо, що зміна вихідної напруги А? / Вих буде значно менше через нелінійність кривої 3 .

Наближено коефіцієнт стабілізації в даній схемі визначається як

де 7? д - динамічний опір стабілітрона.

Компенсаційні стабілізатори застосовуються при збільшенні потужності навантаження або для підвищення якості стабілізації. Принцип дії компенсаційних регуляторів (стабілізаторів) заснований на залежності вихідної ВАХ транзистора від базового струму. Завдяки цій властивості транзистор можна розглядати як регульоване (струмом бази) опір. Транзистор може бути включений послідовно або паралельно навантаженні (рис. 4.17). Шляхом регулювання його опору можна стабілізувати вихідну напругу при зміні навантаження або вхідної напруги. У схемі послідовного стабілізатора, наведеної на рис. 4.17, а , при збільшенні вхідної напруги сигнал, що надходить на базу транзистора VT від системи управління СУ, підвищує опір переходу колектор-емітер транзистора до такого значення, коли падіння напруги на транзисторі A U K3 не стане рівним (з точністю, обумовленою в основному схемою СУ) зміни вхідного напруги. При зменшенні Е опір транзистора зменшується і відповідно зменшується падіння напруги на ньому. Таким чином, регулюючи падіння напруги на транзисторі, можна методом негативного зворотного зв'язку стабілізувати вихідну напругу.

Параметричний стабілізатор напруги

Мал. 4.16. Параметричний стабілізатор напруги:

а - принципова схема; 6 - ВАХ стабілітрона і навантаження

У схемі паралельного стабілізатора, наведеної на рис. 4.17, б, транзистор VT включений паралельно навантаженні і додатково введено баластовий резистор R ( y При зміні вхідної напруги стабілізація вихідної здійснюється за рахунок відповідної зміни падіння напруги на баластному резистори шляхом зміни опору R K3 (опору переходу колектор - емітер транзистора VT). При збільшенні вхідної напруги Е зменшується опір /? ке , а падіння напруги на опорі R 6 збільшується, компенсуючи обурення. В разі зменшення вхідної напруги происход ит зворотний процес. Регулювання виконується методом негативного зворотного зв'язку за допомогою системи управління.

Системи управління регуляторів можуть мати різне схемне виконання, але в основі їх роботи лежить принцип регулювання методом негативного зворотного зв'язку. Така система в найзагальнішому вигляді полягає (рис. 4.17, в) з датчика вихідної напруги 1> порівнює пристрою 2 і підсилювача постійного струму 3. Принцип регулювання полягає в наступному. Припустимо, що вхідна напруга стабілізатора змінилося на А Е. В результаті починає змінюватися вихідна напруга стабілізатора Дt / BbIx . Ця зміна реєструється датчиком вихідної напруги 1. Напруга U R з датчика 1 надходить в пристрій 2, де порівнюється з еталонним напругою {/ 0 . Різниця цих напруг е надходить в підсилювач 3 , який підсилює цю напругу до Д {7 р . З виходу підсилювача напруга Д {/ р подається безпосередньо (або через пристрій, що погодить) на виконавчий орган 4, в якості якого використовуються силові транзистори. Реальне значення вихідної напруги буде дещо відрізнятися від заданого. Ця різниця залежить від коефіцієнта посилення ланцюга зворотного зв'язку (в основному ланки 3).

Компенсаційні стабілізатори напруги

Мал. 4.17. Компенсаційні стабілізатори напруги:

а - послідовного типу; б - паралельного типу; в - структурна схема системи управління

Компенсаційні стабілізатори безперервної дії виконуються на потужності від часток вата до декількох десятків ват. Їх схемотехніка базується на величезних можливостях сучасної аналогової мікроелектроніки. Вони володіють високими показниками але якістю стабілізації, випускаються в мініатюрному інтегральному виконанні, а при збільшенні потужності або напруги навантаження дозволяють підключати зовнішні силові біполярні або МОП-транзистори.

На основі розглянутих принципів регулювання можуть бути також створені стабілізатори струму. У схемах стабілізаторів струму замість датчика напруги вводиться датчик струму, який контролює відхилення останнього від заданого значення.

За принципом дії компенсаційні регулятори-стабілізатори безперервної дії знижують пульсацію вихідного напруги, будучи одночасно фільтром для змінної складової. Головний їх недолік - низький ККД і, як наслідок цього, погані масогабаритні показники при істотному підвищенні потужності навантаження в порівнянні з імпульсними регуляторами.

 
<<   ЗМІСТ   >>