Компенсационные стабилизаторы напряжения

  Компенсационные стабилизаторы напряжения — это более сложные устройства. В них обязательно присутствуют эталон и цепь обратной связи. На рисунке представлена функциональная схема стабилизатора напряжения с последовательным РЭ.

Силовая цепь стабилизатора представляет из себя регулирующий элемент (РЭ) и нагрузку (R_Н).

      

Рис.20.Функциональная схема компенсационного стабилизатора

Принципиальная схема компенсационного стабилизатора напряжения

 На рисунке представлена принципиальная схема компенсационного стабилизатора непрерывного действия с последовательным РЭ. Регулирующий элемент выполнен на транзисторе VT1, УПТ на транзисторе – VT2, источником эталонного напряжения служит стабилитрон VD, резистор R₂ ограничивает ток стабилитрона. Делитель напряжения выполнен на резисторах R₃, R₄.

Рис.21.Принципиальная схема компенсационного стабилизатора

Импульсный стабилизатор постоянного напряжения

Отличительная особенность стабилизаторов этого класса со­стоит в том, что регулирующий элемент работает в импульсном режиме. Если между источником с напряжением U_n и нагрузкой Uвых поместить периодически замыкающийся ключ, то средние значения напряжений на нагрузке и источнике связаны следую­щим соотношением: U_вых=U_вхt₃/Т= Uвх, где Т — период работы ключа; t₃ — продолжительность замкнутого состояния ключа. Из формулы видно, что регулирование Uвых можно производить путём изменения t_з, Т и вместе t_з и Т. Исходя из этого импульсные стабилизаторы подразделяются на импульсные стабилизаторы релейного типа (изменяются Т и t_з) и на импульсные стабилизаторы с ШИМ (с широтно- импульсной модуляцией при изменении t_з) и на импульсные стабилизаторы с ЧИМ (изменяется Т). На практике получили применение стабилизаторы с ШИМ и стабилизаторы релейного типа

Достоинства

Высокий КПД. КПД=90%

Высокая точность стабилизации (δ= ± 0.1-1%).

Малые габариты. Габариты в 3-4 раза ниже, чем НКСН.

Отсутствие электромагнитных помех 

Недостатки:

Возникновение пульсаций при работе стабилизатора.

Функциональная схема импульсного стабилизатора постоянного напряжения (РЭ работает в ключевом режиме.

Импульсный стабилизатор напряжения включает в себя РЭ (VT1), сглаживающий фильтр (LCD), следящий делитель (R5, R6), усилительный элемент (DA1) и ШИМ (DA2).

Рис.22. Схема импульсного стабилизатора

Схема управления включает в себя: делитель напряжения (R5, R6) с коэффициентом передачи Kд = R6/(R5+R6); усилитель сигнала рассогласования DA1 с коэффициентом передачи Kу (Ue = U_ОС – U_ЭТ); компаратор напряжения DA2, который формирует ШИМ - сигнал. Он равен “1”, если уровень пилообразного напряжения больше уровня напряжения U_ОС. При возрастании входного напряжения U₁ уменьшается площадь между уровнем напряжения “пилы” и U_ОС, что приводит к уменьшению по длительности ШИМ- сигнала. Среднее значение напряжения на выходе при этом уменьшается, т.е. U₂ восстанавливается.