[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.W mniejskomplikowanych układach element regulacyjny może także pełnić rolękomparatora co, jak dalej zostanie wykazane, wiąże się ze znacznympogorszeniem parametrów układu.Uwe -UwyIIN ElementIOUTregulowany-kUIN+ UOUTk � UOUT -UZ UZ � UOUT()Rys.18.8.Schemat funkcjonalny układu stabilizatora kompensacyjnego.Zgodnie z oznaczeniami na rys.18.8 otrzymujemyUIN - UOUT = k � UOUT -UZ (18.14)() 412Zapisując równanie (18.14) w postaci przyrostowej i przyjmuj ąc, żenapięcie odniesienia U powinno być stałe, czyli "U = 0, możnaokreślić przyrost napięcia wyjściowego "UOUT względem zmianynapięcia wejściowego "UIN jako"UIN"UOUT = (18.15)1+ k �Wielkość � można potraktować jako transmitancję toru sprzężeniazwrotnego - przy takiej interpretacji zależność (18.15) w świetle teoriisprzężenia zwrotnego staje się oczywista.Wszelkie zmiany napięciawejściowego, niezależnie od przyczyn ich powstawania, są redukowanew tym samym stopniu, co może być istotne w przypadku dużejzawartości tętnień.Wzrost wzmocnienia k poprawia parametry układuzwiększając współczynnik stabilizacji i zmniejszając różniczkowąrezystancję wyjściową ( sprzężenie zwrotne napięciowe ).Stabilizatory kompensacyjne reagują zarówno na zmiany napięciawejściowego jak i obciążenia układu.Najpoważniejszą ich wadą jestmała sprawność energetyczna ze względu na duże straty mocyw elementach regulacyjnych (równ.18.7).18.3.2 Szeregowe stabilizatory napięciaSchemat najprostszego, kompensacyjnego, szeregowegostabilizatora napięcia pokazano na rys.18.9.Jest to tzw.stabilizatorwtórnikowy, w którym tranzystor pracuje w konfiguracji wspólnegokolektora (stąd nazwa) równocześnie jako wzmacniacz i komparator.Napięcie wyjściowe nie może być regulowane i równa się napięciudiody Zenera pomniejszonemu o spadek na przewodz ącym złączu bazaemiter tranzystora.Dioda Zenera jest zasilana z napi ęcianiestabilizowanego.Ze względu na wartość różnicy zwrotnej bliskąjedności, współczynnik stabilizacji jest tu zbliżony do wartościosiąganych w układzie z rys.18.2.W porównaniu do omawianegowcześniej stabilizatora parametrycznego, rozwa żany układ charkteryzujesię znacznie mniejszą różniczkową rezystancją wyjściową.TRBUINUOUTUZRys.18.9.Układ szeregowego,wtórnikowego stabilizatora napięcia 413Przykład układu szeregowego stabilizatora napi ęcia z zewnętrznąpętlą sprzężenia zwrotnego (rozdzielenie funkcji wzmacniaczai komparatora) przedstawiono na rys.18.10.T1R3R1nT2UOUTUINRys.18.10.Układ szeregowegoR2stabilizatora napięcia z zewnętrznąUZpętlą sprzężenia zwrotnego.Tranzystor T1 jest elementem regulacyjnym(wykonawczym) i pracuje w układzie wtórnika emiterowego.TranzystorT2 , pracujący w konfiguracji wspólnego emitera, pełni rol ęwzmacniacza sterującego i komparatora porównującego napięcieodniesienia U z napięciem wyjściowym, pobieranym z dzielnikaZrezystywnego R1 - R2.Sygnał błędu wzmocniony k-razy przeztranzystor T2 steruje tranzystorem T1, realizując zasadę sprzężeniazwrotnego.Napięcie wyjściowe w układzie można wyznaczyć na podstawierównania Kirchhoffa w układzieR2UZ + UBE 2 H" UOUT (18.16)R1 + R2Rezystancja R3 musi być tak dobrana, aby spełniony był warunekIZ min 1 oraz pomijającrezystancję prostownika RP , powyższy układ opisują równaniaR2gm2ub'e2rz + ub'e2 H" uoutR1 + R2 ������gm1ub'e1RL H" uout(18.20)��uout + ub'e1 + (gm2ub'e2 + ib1)R3 = uin ������ib1 = gb'e1ub'e1Rozwiązując układ równań (18.20) otrzymujemyuin R2 1 1+ gb'e1R3Su = = 1+ gm2R3 + (18.21)uout R1 + R2 1+ gm2rz gm1RLPodstawiając do równania (18.21) zależnościR1 + R2 1n = , ku2 = ku = gm2R3 (18.21a)R2 1 + gm2rzoraz uwzględniając, że1+ gbe1R3 rb'e1 + R3'=
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
