Структурные схемы компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения

Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения представляют собой замкнутую систему автоматического регулирования с отрицательной обратной связью (рис.3). Эффект стабилизации достигается за счет изменения параметров регулирующего элемента (РЭ) при воздействии на него сигнала обратной связи (ОС) U_ОС. Если сигнал обратной связи U_ОС = f (U_ВЫХ), то получаем стабилизатор напряжения, если U_ОС = f (I_Н) – стабилизатор тока. На рис.3
U_ОС = f (U_ВЫХ). Компенсационные стабилизаторы классифицируются:

1) по типу регулирующего элемента (ламповые, транзисторные, тиристорные); 2) по способу включения регулирующего элемента относительно нагрузки (последовательное, параллельное); 3) по режиму работы регулирующего элемента (линейные или с непрерывным регулированием, импульсные или ключевые).

Функциональные схемы компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения непрерывного действия с последовательным и параллельным включением регулирующего элемента представлены на рис.4, 5.

 

Рис.3. Структурная схема компенсационного стабилизатора постоянного напряжения

Рис.4. Функциональная схема компенсационного стабилизатора постоянного напряжения непрерывного действия с последовательным включением регулирующего элемента

Рис5. Функциональная схема компенсационного стабилизатора постоянного напряжения непрерывного действия с параллельным включением регулирующего элемента

Схемы стабилизаторов напряжения (рис.4, 5) состоят из следующих функциональных узлов: Uc – напряжение сети переменного тока; ВС – выпрямительная схема (содержащая трансформатор, вентильную группу, сглаживающий фильтр); РЭ – регулирующий элемент; ИОН – источник опорного напряжения; СС – схема сравнения; УПТ – усилитель постоянного тока; Н – потребитель (нагрузка); БС – балластное сопротивление.

Назначение указанных функциональных узлов следующее:

ИОН - источник опорного напряжения служит для формирования неизменного во времени опорного сигнала U_ОП, с которым сравнивается выходное напряжение стабилизатора;

РЭ – регулирующий элемент, который автоматически изменяет свои параметры под действием управляющего сигнала в зависимости от изменения входного напряжения или тока нагрузки;

СС – схема сравнения измеряет отклонение выходного напряжения стабилизатора от заданного, т.е. выделяет сигнал рассогласования;

УПТ – усилитель постоянного тока усиливает сигнал рассогласования;

УУ – управляющее устройство, которое состоит из СС, УПТ и измеряет отклонение выходного напряжения стабилизатора от заданного, т.е. выделяет сигнал рассогласования и формирует управляющее напряжение U_ОС.

Качественные показатели обеих схем стабилизаторов (рис.4, 5) приблизительно одинаковые, но последовательная схема имеет более высокий коэффициент полезного действия, а параллельная схема потребляет ток, который не зависит от тока нагрузки, что особенно ценно при импульсном характере нагрузки.