Принцип построения схем стабилизаторов с управляемыми приборами

Стабилизаторы с регулированием по возмущению. На рис. 30 дана схема построения стабилизатора с регулированием по воз­мущению. В качестве исполнительного элемента стабилизатора используется управляемый прибор (электронная лампа, дроссель насыщения и т. п.). Преобразователь энергии (выпрямитель, тран­сформатор) не является обязательным элементом схемы, и в от­дельных случаях может отсутствовать (например, в электронном стабилизаторе постоянного напряжения.

Рисунок 30 Блок-схема стабилизатора с регулированием по возмущению

Управляющие элементы У-1 и У-2 создают сигналы управле­ния, пропорциональные изменениям внешних условий. Связи, создаваемые управляемыми элемен­тами, в таких стабилизаторах являются связями по возмущению, так как изменение того или иного параметра исполнительного элемента обусловливается, как и в стабилизаторах с нелинейными элементами, возмущающими воздействиями.

При таком методе стабилизации схема должна иметь столько управляющих цепей, сколько причин влияет на стабилизируемую величину. На приведенной схеме даны две такие цепи. В дей­ствительности причин может быть больше, однако с увеличением количества управляющих цепей помимо усложнения схемы созда­ются большие трудности правильного подбора параметров схемы. Поэтому практически стабилизаторы с регулированием по возму­щению дают удовлетворительные результаты только в тех случаях, когда исполнительный элемент схемы реагирует на изменение внешних факторов, число которых не превышает двух (например, колебания входного напряжения и изменение сопротивления нагрузки).

Стабилизаторы с регулированием по отклонению. На рис. 31 дана схема построения стабилизатора с регулированием по от­клонению. Для получения управляющего сигнала, пропорцио­нального погрешности стабилизации, служит измери­тельный (или выяви тельный) элемент схемы. В состав измерительного элемента входят датчик сигнала обратной связи и источник эталонной или опорной величины (батарея гальванических элемен­тов, газоразрядный или кремниевый стабилитроны и т. п.), с ко­торым сравнивается стабилизируемая величина. Источник эта­лонной величины часто называют зада т чином. В результате такого сравнения образуется

управляющий сигнал, величина ко­торого обычно бывает недостаточной для управления исполни­тельным элементом стабилизатора. Для усиления этого сиг­нала служит усилительный элемент стабили­затора, называемый иногда усилителем регулирующих воз­действий или просто усилителем постоянного тока.

Рисунок 31 Блок-схема стабилизатора с регулированием по отклонению

Характерной особенностью метода регулирования по откло­нению является наличие замкнутой цепи для управляющего сигна­ла. От измерительного элемента сигнал поступает в усилительное устройство, далее в исполнительный элемент и оттуда через пре­образователь энергии вновь на измерительный элемент. Таким образом, имеет место обратная связь между выходом стабилиза­тора и его входом. Так как сущность этого метода заключается в компенсации погрешности стабилизации, то эта связь должна быть отрицательной.

Регулирование по отклонению дает хорошие результаты при высокой стабильности источника эталонной величины (при вы­сокой стабильности задатчика) и при достаточно большой и пос­тоянной величине коэффициента усиления усилительного элемента. Вследствие того что управляющий сигнал является функцией погрешности стабилизации, процесс стабилизации при регулиро­вании по отклонению не зависит от количества и сочетания внеш­них причин, вызывающих изменение напряжения и тока на выходе стабилизатора.

Стабилизаторы с комбинированным управлением. Такой ста­билизатор представляет собой комбинацию стабилизаторов регулированием по отклонению и по возмущению. При правильно подобранных связях по возмущению удается получить наиболее высокую точность стабилизации без особого усложнения схемы. Сложность построения стабилизатора с комбинированным мето­дом управления обусловливается трудностью правильного вы­бора связей по возмущению.

В последующих главах рассматриваются схемы и работа электронных стабилизаторов напряжения, транзисторных стаби­лизаторов напряжения и стабилизаторов напряжения и тока с дросселями насыщения.

Основными элементами транзисторных стаби­лизаторов напряжения являются транзисторы.

Дроссели насыщения (или управляемые дроссели) - основные элементы стабилизаторов с дросселями насыщения. Они исполь­зуются в качестве исполнительного элемента, а также являются основными приборами усилительных и измерительных элемен­тов схемы. Поэтому, прежде чем рассматривать принцип дей­ствия и особенности различных схем стабилизаторов с дросселями насыщения, следует остановиться на устройстве и технических свойствах дросселей насыщения, а также уяснить работу маг­нитных усилителей и других устройств, применяемых в стабилиза­торах с дросселями насыщения.