Транзисторный КСПН непрерывного действия с параллельным включением регулирующего элемента

На рис.7 представлена схема транзисторного компенсационного стабилизатора постоянного напряжения с параллельным включением регулирующего элемента.

Обозначения функциональных узлов на рис.7 совпадают с обозначениями рис.6. В данном случае регулирующий элемент – транзистор VТ1 – включен параллельно нагрузке, а R_Б – балластное сопротивление. Выходное напряжение Uвых равняется

, (22)

где – падение напряжения на балластном сопротивлении

, (23)

где I_К1 – ток коллектора транзистора VТ1, а I_Н – ток нагрузки. Если входное напряжение увеличилось, то это приводит к увеличению напряжения на выходе КСПН (см. рис.6) и напряжения U_RII на нижнем плече резистивного делителя схемы сравнения. Поэтому транзистор УПТ VТ2 сильнее открывается, что приводит к увеличению тока базы VТ2 и увеличению тока I_К2. Возрастает падение напряжения на сопротивлении R_У транзистора VТ2 (10), и входное напряжение регулирующего транзистора VТ1 становится более отрицательным

. (24)

Рис.7 Принципиальная электрическая схема транзисторного компенсационного стабилизатора непрерывного действия с параллельным включением регулирующего элемента

Следовательно, транзистор VТ1 сильнее открывается, увеличивается ток I_К1 и возрастает падение напряжения (23) на балластном сопротивлении настолько, насколько возросло входное напряжение. Напряжение U_ВЫХ остается приблизительно постоянным. Если входное напряжение остается постоянным, но возрастает ток нагрузки I_Н, то при этом должен на такую же величину уменьшиться ток регулирующего элемента I_К1. При этом падение напряжения на не изменится, и выходное напряжение стабилизатора останется также приблизительно постоянным.

Учитывая, что выходное напряжение КСПН параллельного вида определяется по формуле (23), а входной ток стабилизатора находится ориентированно из соотношения

, (25)

балластное сопротивление R_Б находится из формулы

. (26)

Основные параметры транзисторного КСПН непрерывного действия с параллельным включением регулирующего элемента определяются с использованием выражения (11 – 14). Исходя из этого замечания, параметры КСПН параллельного вида записываются в виде:

· коэффициент стабилизации К_СТ:

; (27)

· внутреннее сопротивление R_i:

; (28)

· коэффициент сглаживания К_СГЛ:

; (29)

· температурный коэффициент напряжения стабилизации КСПН γ_U:

; (30)

· коэффициент полезного действия η_{U ПАРАЛ:}

. (31)

Коэффициент полезного действия КСПН параллельного вида всегда будет несколько ниже, чем для стабилизатора последовательного типа, из-за потерь на балластном сопротивлении.

Достоинства компенсационных стабилизаторов с непрерывным регулированием:

1) обеспечивается высокая точность стабилизации выходного напряжения, ослабляются как медленные изменения входного напряжения, так и переменные составляющие (пульсации) ;

2) обладают малым динамическим внутренним сопротивлением.

К недостаткам относятся:

1) низкий коэффициент полезного действия (0,5 – 0,7), обусловленный потерей мощности на регулирующем элементе, балластном сопротивлении;

2) недостаточные массогабаритные показатели.

3. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ КОМПЕНСАЦИОННЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ