Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения.

Компенсационные стабилизаторы напряжения обладают более высоким коэффициентом стабилизации и меньшим выходным сопротивлением по сравнению с параметрическими. Их принцип работы основан на том, что изменение напряжения на нагрузке (под действием изменения или ) передаётся на специально вводимый в схему регулирующий элемент (РЭ), препятствующий изменению напряжению . Регулирующий элемент (транзистор) может быть включён либо параллельно с ней. В зависимости от этого различают два типа компенсационных стабилизаторов напряжения: параллельные (рис.3, а) и последовательные (рис.3, б).

а) б) Рис.3. Структурные схемы параллельного (а) и последовательного (б) компенсационных стабилизаторов напряжения

Воздействие на регулирующий элемент в обоих типах стабилизаторов осуществляется управляющей схемой, в которую входят усилитель постоянного тока У и источник опорного напряжения ИОН. С помощью ИОН производят сравнение напряжения на нагрузке с опорным напряжением. Функция усилителя сводится к усилению разности сравниваемых напряжений и подаче усиленного сигнала непосредственно на регулирующий элемент.

В схеме рис.3, а стабилизация напряжения на нагрузке достигается, как и в параметрическом стабилизаторе, изменением напряжения на балластном резисторе путём изменения тока регулирующего элемента. Если принять входное напряжение стабилизатора неизменным, то постоянству напряжения на нагрузке будет соответствовать постоянство напряжения на балластном резисторе. Изменение тока нагрузки от нуля до будет сопровождаться соответствующим изменением тока регулирующего элемента от до нуля.

В схеме рис.3, б регулирующий элемент включён последовательно с нагрузкой. Стабилизация напряжения осуществляется путём изменения напряжения на регулирующем элементе. Ток регулирующего элемента здесь равен току нагрузки.

В соответствии с рассмотренным принцип действия компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения основан на изменении сопротивления регулирующего элемента. Наличие регулирующего элемента обуславливает неизбежные потери энергии в стабилизаторе. Оценим оба типа стабилизаторов по мощности потерь. При этом будем исходить из одинаковых условий работы по , и .

Мощность, теряемая в схеме рис.3, а, складывается из потерь в резисторе и регулирующем элементе и составляет или . В схеме рис.3, б мощность теряется в регулирующем элементе. Она равна , т.е. меньше чем в предыдущей схеме, на величину .

Таким образом, энергетические показатели, в частности к.п.д. последовательных стабилизаторов, более высоких (особенно при широком диапазоне изменения ), чем параллельных. Это является главной причиной того, что последовательные стабилизаторы нашли наибольшее применение в практике. Из преимуществ параллельных стабилизаторов следует указать их некритичность к перегрузкам по току , в частности коротким замыканиям выходной цепи. Последовательные стабилизаторы требуют устройств защиты регулирующего элемента при перегрузках по току.

Принципиальная схема компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа приведена на рис.4, а.

а)	б)
в)

Рис.4. Принципиальная схема компенсационного стабилизатора напряжения последовательного типа (а); способ регулирования выходного напряжения (б);

составной транзистор в схеме стабилизатора (в)

Транзистор Т1 служит регулирующим элементом, а усилитель постоянного тока (однокаскадный) выполнен на транзисторе Т2 . Источником опорного напряжения является стабилитрон Д, включенный в цепь эмиттера транзистора Т2. Резистор R (показан пунктиром) используют для вывода стабилитрона на рабочий участок характеристики, если ток транзистора Т2 мал. Резисторы , являются элементами входного делителя напряжения.