Основная схема стабилизатора постоянного напряжения компенсационного типа приведена на рис. 2,б. Входное напряжение Uвх подается на коллектор регулирующего транзистора Т1, стабилизированное напряжение Uвых снимается с эмиттера этого транзистора. Часть стабилизированного напряжения γUвых , получаемая с делителя на резисторах RЗ и R4, подается на базу транзистораТ3. На эмиттер этого транзистора подано опорное ( эталонное) напряжение, которое обеспечивается кремниевым стабилитроном VD. Таким образом, переход база – эмиттер транзистора Т3 служит сравнивающим элементом, который оценивает разность напряжений Uбэ = γUвых – Uоп . Эта разность Uбэ составляет входное напряжение усилительного транзистора Т3. Резистор R2 является коллекторной нагрузкой транзистора ТЗ.
Усиленная разность напряжений γUвых – Uоп с коллектораТ3 подается на базу согласующего 'транзистора Т2. Транзистор Т2 предназначен для согласования большого выходного сопротивления (порядка 10 кOм) усилительного транзистора Т3 с малым входным сопротивлением (порядка 10 Ом) регулирующего транзистора Т1. Кроме того, транзисторы, Т1 и Т2 образуют составной транзистор и имеют общий коэффициент усиления по току
βобщ = β1 β2 .
Большой коэффициент усиления по току βобщ позволяет значительно повысить коэффициент стабилизации всей схемы по напряжению.
Резистор R1 необходим для увеличения тока кремниевого стабилитрона и работы его на участке стабилизации.
Рассмотрим работу стабилизатора при изменениях питающего напряжения и сопротивления (тока) нагрузки.
Предположим, что Uвх увеличилось, а Rн остается постоянным. В начальный момент Uвых также несколько увеличивается за счет дополнительного падения напряжения на Rн . Увеличение Uвых через делитель цепи обратной связи R3, R4 будет подано на базу ТЗ. А так как Uоп = const, то напряжение Uбэ транзистора Т3 увеличивается. Транзистор Т3 больше открывается, его коллекторный ток увеличивается, что вызывает уменьшение базового тока транзистора Т2, а следовательно, и базового тока Т1. Регулирующий транзистор Т1 будет призакрываться, падение напряжения на нем Uкэ увеличивается, что приводит к уменьшению Uвых . Таким образом, значение Uвых восстанавливается с заданной степенью точности, определяемой коэффициентом усиления схемы по напряжению.
Рассмотрим случай, когда Uвх постоянно, а сопротивление нагрузки RH увеличивается. В начале Uвых также увеличивается. Это приведет к увеличению Uбэ и Iк транзистора Т3 и соответственно к уменьшению тока базы Т2 и Т1. Транзистор Т1 увеличивает свое сопротивление, падение напряжения на нем увеличивается, что приводит к восстановлению Uвых до заданной величины. При уменьшении Uвх и RH принцип работы стабилизатора сохраняется.
Одной из основных характеристик стабилизаторов напряжения является зависимость выходного напряжения от входного при неизменном сопротивлении нагрузки Uвых = F(Uвх). При малых значениях входного напряжения Uвых изменяется в соответствии с изменениями Uвх так как работа стабилизатора начинается лишь при определенном минимальном значении входного напряжения Uвх.min . При достижении этого значения напряжения полупроводниковые приборы, входящие в стабилизатор напряжения, начинают работать в режиме, обеспечивающем стабилизацию напряжения в заданных пределах. При некотором предельном максимальном значении Uвх.max нормальный режим работы полупроводниковых при боров нарушается, и выходное напряжение начинает резко возрастать при увеличении входного напряжения. В рабочем диапазоне изменения входного напряжения от Uвх.min до Uвх.max характеристика Uвых = f(Uвх) имеет практически горизонтальный участок. Наклон этого участка определяется коэффициентом стабилизации стабилизатора.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.