Общие сведения о стабилизаторах с управляемыми приборами

Стабилизаторы напряжения и тока с нелинейными элементами назы­ваются параметрическими, так как их действие основано на изменении электрических параметров нелинейного элемента вслед­ствие различных внешних причин, таких как колебания вход­ного напряжения, изменение величины сопротивления нагрузки и т. п. Харак­тер и точность работы стабилизаторов с нелинейными элементами полностью определяются характеристикой нели­нейного элемента, которая, в свою очередь обусловлена происходящими в нем физическими процессами (газовый разряд в стабилитроне, изменение сопротивления нити бареттера с изменением температуры и т. д.) и поэтому имеет строго определенный вид, не поддающийся изменениям.

Электронные лампы, транзисторы, полупроводниковые управ­ляемые диоды (тиристоры) и дроссели насыщения относятся к группе управляемых приборов. С их помощью удается получать различные зависимости между током и напряжением и тем самым решать сложные задачи стабилизации разных электрических вели­чин. Стабилизаторы с применением таких приборов получили на­звание стабилизаторов с управляемыми при­борами.

Рисунок 29. Структурная схема ста­билизатора с управляемым прибором

На рис. 29 в качестве примера дана структурная схема ста­билизатора с управляемым прибором, в котором электронная лам­па включена последовательно с потребителем энергии. Изменяя по определенному закону напряжение на ее сетке, можно осу­ществлять стабилизацию напряжения на нагрузке. В такой схеме электронная лампа выполняет роль регулируемого балластного сопротивления. Если управляемый прибор осуществляет необхо­димое для стабилизации регулирование энергии, поступающей в цепь потребителя, то он называется исполнительным элементом стабилизатора. В схеме на рис. 1 ис­полнительным элементом служит электронная лампа. Помимо нее в качестве исполнительного элемента могут быть использованы транзисторы, полупроводниковые управляемые диоды (тиристо­ры), дроссели насыщения и другие управляемые приборы. В за­висимости от вида прибора, выполняющего функции исполни­тельного элемента, различают электронные стабилизаторы, тран­зисторные стабилизаторы, стабилизаторы с дросселями насыще­ния, стабилизаторы с тиристорами и т. д.

Для осуществления стабилизации необходимо определенным образом автоматически управлять исполнительным элементом стабилизатора. Эту роль выполняет управляющая цепь. Сигнал, создаваемый этой цепью, носит название управляющего сигнала или регулирующего воздействия.

В зависимости от способа получения управляющих сигналов стабилизаторы с управляемыми приборами подразделяются на:

а) стабилизаторы с регулированием (уп­равлением) по возмущению;

б) стабилиза­торы с регулированием (управлением) по отклонению;

в) стабилизаторы с комби­нированным регулированием.

В более ранней литературе стабилизаторы с регулированием по возмущению назывались стабилизаторами с па­раметрическим способом управления или просто параметрическими стабилизаторами, а стабилизаторы с регулированием по отклонению носили назва­ние автокомпенсационных стабилизаторов или стабилизаторов с автокомпенсацион­ным управлением.

Изменение параметров исполнительного элемента стабили­затора может происходить под воздействием различных внешних факторов, таких, как изменение входного напряжения, измене­ние сопротивления нагрузки, изменение частоты питающего напряжения и т. п. Эти факторы принято называть возмущающими воздействиями. В стабилизаторах с регулированием по возмущению управля­ющие сигналы пропорциональны возму­щающим воздействиям.

Разность между истинным значением стабилизируемой величи­ны и номинальным ее значением называется погрешностью регулирования или просто отклонением. В ста­билизаторах с регулированием по откло­нению управляющий сигнал пропорциона­лен погрешности регулирования.