3.2. Компенсаційні стабілізатори напруги

Компенсаційні стабілізатори напруги (КСН) поділяються на два види: аналогові і імпульсні, які працюють за принципом автоматич-ного регулювання за відхиленням, тобто вихідна величина порів-нюється із заданою, знаходиться величина і знак розузгодження, автоматично здійснюється дія на вхідну величину з метою зменше-ння розузгодження. Структурна схема КСН наведена на рис. 15.

Рис. 15. Структурна схема компенсаційного стабілізатора напруги: РЕ – регу-люючий елемент; П – підсилювач; К – компаратор; ДОН – джерело опорної напру-ги.

КСН за схемою вмикання РЕ поділяються на послідовні і парале-льні, але останні не набули широкого використання, оскільки мають нижчий коефіцієнт корисної дії. Розглянемо принцип роботи елект-ричної схеми КСН послідовного типу, рис. 16.

Рис. 16. Компенсаційний стабілізатор напруги на складеному транзисторі.

Принцип роботи схеми (рис.16) наступний. З подільника напру-ги знімається напруга , яка пропорційна номінально-му значенню і трохи більша за опорну напругу настільки, щоб струм транзистора створив спад напруги на достатньої величини для відкри-вання і одночасно . Оскільки напруга прикладена до бази складеного транзистора, ввімкненого за схемою емітарного по-вторювача, тоді , де і – спади напруг на базово-емітарних переходах і , якими мо-жна знехтувати.

Якщо вхідна напруга збільшилась на , то відповідно збіль-шиться вихідна напруга і спад напруги на , що збільшить відкривання , збільшиться струм , збільшиться спад нап-руги на , зменшиться і, як наслідок, і прикриють-ся, збільшиться спад напруги і зменшиться до заданої величини згідно рівняння

/3.1/

де – зміна величини напруги емітер-колектор . Якщо прийняти, що , то не зміниться. Аналогічно про-цес стабілізації буде відбуватися. якщо вхідна напруга зменшиться на .

Якщо замість взяти змінний резистор, то виникає можливість регулювання вихідної напруги шляхом зміни напруги на базі . З аналізу роботи КСН видно, що чим більше коефіцієнт підсилення напруги розузгодження, тим більше стабільність .

Особливістю КСН є не тільки можливість регулювати вихідну напругу, а й здійснювати захист від перевантаження або короткого замикання. На рис. 17 наведена схема КСН із захистом від пере-вантаження струмом.

Рис. 17. Схема КСН із захистом від струмового перевантаження.

Принцип роботи наступний. Для здійснення захисту необхідно вимкнути регулюючий елемент, тобто . Для цього достатньо закоротити базу на . Цю функцію виконує ланка , і . Подільником напруги , створюється зміщення на емітері , яке закриває його (спад напруги на ). Коли спад напруги на стане більшим спаду напруги на транзистор відкривається і через з’єднує базу з мінусом – транзистор закривається.

Принцип роботи стабілізатора струму аналогічний. Різниця в то-му, що замість подільника напруги , (рис. 16) послідовно з вмикається зразковий резистор, спад напруги на якому подається на базу .