Классификация стабилизаторов постоянного напряжения

Значительная часть электронных устройств потребляет электрическую энергию в виде постоянного тока. Если первичным источником служит сеть переменного тока U _~, то источник вторичного электропитания чаще всего имеет структуру, приведенную на рис. 15.1.

Трансформатор Тр, как правило, понижает напряжение, затем оно преобразуется выпрямителем В в постоянное напряжение, пульсации которого сглаживаются фильтром Ф, и при необходимости уровень этого напряжения (на нагрузке Н) с помощью стабилизатора Ст поддерживается неизменным, не зависящим от изменений напряжения сети, тока нагрузки и других дестабилизирующих факторов. Необходимость применения стабилизаторов возникает и при питании электронных устройств от аккумуляторных батарей, напряжение на выходе которых уменьшается по мере их разрядки.

Принцип работы наиболее часто используемых в настоящее время стабилизаторов можно пояснить на примере схем, приведенных на рис. 15.2, а, б.

Для схемы рис. 15.2, а справедливо следующее соотношение:

,

где R _упр – сопротивление управляемого элемента, например, транзистора, откуда видно, что, меняя сопротивление R _упр, можно поддерживать напряжение U _вых постоянным при изменении R _н и U _вх. Нетрудно показать, что и в схеме рис. 15.2, б постоянства выходного напряжения можно достичь, если определенным образом менять сопротивление R _упр.

Стабилизаторы, в которых регулирующее сопротивление включено последовательно с нагрузкой, называются стабилизаторами последовательного типа (пример рис. 15.2, а). Стабилизаторы, в которых регулирующее сопротивление включено параллельно с нагрузкой, называются стабилизаторами параллельного типа (пример рис. 15.2, б).

Существуют два типа стабилизаторов – параметрические и компенсационные. Первый вид использует нелинейные элементы, обладающие таким участком ВАХ, на котором один из параметров остается неизменным при изменении другого. Например, падение напряжения на стабилитроне при изменениях тока через него.