Непрерывный компенсационный стабилизатор напряжения

Рис. 15. Компенсационный

стабилизатор напряжения

Типовая схема компенсатора приведена на рис. 15. Выходное на-пряжение стабилизатора равно разности его входного напряжения и падения напряжения между выводами эмиттера и коллектора регулирующего транзистора VT:

U_вых = U_вх - U_кэ. В свою очередь, для U_кэ справедливо выражение U_кэ = U_кб + U_бэ »

» U_кб + const. Напряжение U_кб определяется падением напряжения на резисторе смещения R_см (U_кб = I_R×R_см = U_вх - U_DAвых). Операционный усилитель DA включен по схеме с дифференциальным входом, поэтому его выходное напряжение U_DAвых = K_U0×(U_эт - U_R2),
Здесь K_U0 - коэффициент усиления операционного усилителя DA по напряжению. Так как цепь ООС (подача сигнала с выхода на вход) в усилителе отсутствует, то из-за большого K_U0 можно считать, что во всех режимах работы U_эт - U_R2 = 0 и, следовательно, выходное напряжение стабилизатора U_вых = U_эт×(R₁ +R₂)/R₂. Возникновение любых отклонений выходного напряжения от указанного уровня приводит к нарушению условия U_эт - U_R2 = 0, что изменяет выходное напряжение операционного усилителя, а следовательно, и напряжение U_кб транзистора VT, компенсируя возникшие отклонения.

Рассмотрим пример

Допустим, выходное напряжение стабилизатора увеличилось. Тогда U_R2 > U_эт, что приводит к уменьшению напряжения U_DAвых и соответствующему увеличению U_Rсм и U_кэ транзистора VT, что компенсирует возникшие отклонения, потому как U_вых = U_вх - U_кэ. И наоборот, при уменьшении U_вых увеличивается U_DAвых, уменьшается U_Rсм и U_кэ транзистора VT и выходное напряжение увеличивается.

Таким образом, если коэффициент усиления операционного усилителя K_U0 близок к бесконечности (а коэффициенты от 1000 и более условно считаются как бесконечность), то выходное напряжение стабилизатора полностью определяется значением эталонного напряжения U_эт (оно снимается с параметрического стабилизатора на элементах R₃ и VD1) и коэффициентом передачи делителя на резисторах R₁ и R₂.