Компенсационные стабилизаторы. Функциональная схема непрерывного последовательного стабилизатора. Функциональная схема непрерывного параллельного стабилизатора

напряжении источника Е₁, так как перемещение рабочей области влево еще не приводит к попаданию в нее участка характеристик транзистора, соответствующего насыщению, и он работает в активной области;

- хотя правый верхний угол рабочей области и не выходит за пределы, ограничиваемые допустимой мощностью рассеяния на коллекторе, запас по мощности мал. Смещение влево рабочей области повышает запас, так как приводит к уменьшению напряжения на транзисторе;

- как показывает сравнение напряжения U_КЭmax с максимально допустимым напряжением между коллектором и эмиттером U_КЭдоп, запас по напряжению достаточен;

- по полученному диапазону изменения тока базы транзистора, являющегося током нагрузки опорного стабилитрона, можно правильно выбрать тип стабилитрона.

При оценке изменений тока базы необходимо обратить внимание на то, чтобы выбранный режим получался при положительных токах базы транзистора, так как транзистор в данной схеме работает успешно лишь при открытом эмиттерном переходе. Кроме того, уменьшение напряжения источника E₁ возможно лишь в том случае, когда он является автономным, т.е. питает только исследуемый стабилизатор, и до тех пор, пока левый верхний угол рабочей области не подойдет вплотную к участку характеристики транзистора, соответствующему насыщению.

Построение рабочей области получилось простым, так как выходное напряжение было принято постоянным. Это допущение оправдывается, так как в результате построений найден такой режим работы транзистора, при котором он успешно выполняет свои функции, т.е. поддерживает практически постоянным выходное напряжение. Для этого рабочая область должна на характеристиках транзистора целиком помещаться в активной области.

В схеме стабилизатора с параллельным включением регулируемого резистора (рис. 1.26) в отличие от рассмотренной схемы с последовательным включением силовой транзистор подключен к выходной цепи, где напряжение постоянно. Это приводит к тому, что на характеристиках транзистора положение рабочей точки при разных входных напряжениях и токах определяется уже не областью, а линией, называемой траекторией. Приближенное определение траектории производится просто при идеальном источнике опорного напряжения, т.е. без учета обратной связи, создаваемой внутренним сопротивлением стабилитрона.

Для приближенного построения траектории рабочей точки разобьем схему на линейную и нелинейную части (рис. 1.27, а). Транзистор находится практически под постоянным напряжением

U_т = U - E_оп.       (1.2.18)

Это напряжение и определяет положение траектории на характеристиках транзистора (линия АВ на рис. 1.27, б).

Примерная вольтамперная характеристика выделенного нелинейного двухполюсника I_К + I_Б + I_д = f(U) в силу сделанных приближений превращается в вертикальную прямую АВ (рис. 1.27, в), причем ток коллектора всегда можно считать намного большим суммы токов базы транзистора I_Б и делителя I_д:

I_К >> I_Б + I_д,        (1.2.19)

что позволяет по вертикальной оси откладывать один ток коллектора.

На этой характеристике, как и на характеристике стабилитрона, можно найти две граничные точки, соответствующие максимальному и минимальному режимам, и тем самым определить рабочий участок. Максимальный ток коллектора получится при E_max и I_н min, а минимальный - при E_min и I_н max (точки М и N на рис. 1.27, в).

Рис. 1.27. Приближенное построение траектории рабочей точки силового

элемента в схеме с параллельным включением регулирующего элемента

Если в максимальном и минимальном режимах ток коллектора не выходит за допустимые для выбранного транзистора пределы, то стабилизатор успешно работает в определенном условиями задачи диапазоне изменений тока нагрузки и входного напряжения. Оценочные формулы для предельных режимов работы транзистора

I_Кmax = (E_max - U) /R₃ - I_нmin,

I_Кmin = (E_min - U) / R₃ - I_нmax,        (1.2.20)

полученные на основе такого приближенного построения, позволяют в большинстве случаев правильно выбрать транзистор и напряжение Е для заданных пределов изменения тока нагрузки.

Необходимо отметить, что характеристики транзистора смещаются