Stabilizator samowzbudny

Stabilizatory samowzbudne, nazywane również stabilizatorami z regulacją dwupołożeniową w najprostszym przypadku zawierają w pętli sprzężenia zwrotnego przerzutnik z pętlą histerezy (rys. 7.24). W układzie tym sygnał błędu u_ε (jako różnica sygnału u₀ i U_ref) steruje przerzutnikiem z pętlą histerezy. Przerzutnik włącza klucz wówczas, gdy napięcie wyjściowe jest niższe niż dolny próg histerezy przerzutnika, a wyłącza - gdy jest wyższy niż górny próg histerezy tego przerzutnika. Analizując cykl graniczny układu typu przekaźnikowego (układ z pętlą histerezy), zawierającego dwubiegowy filtr dolnoprzepustowy LC można dojść do wniosku, że układ może być niestabilny. Do zapewnienia stabilności konieczne staje się wprowadzenie co najmniej jednego zera w transmitancji układu, co najczęściej realizuje się przez włączenie rezystancji w szereg z kondensatorem C filtru dolnoprzepustowego LC.

Rys. 7.24 Schemat blokowy impulsowego stabilizatora z regulacją dwupołożeniową

Z zasady działania układu wynika, że napięcie wyjściowe zmienia się między poziomem górnym i dolnym napięcia przerzutnika zgodnie z pętlą histerezy. Okres włączania i wyłączania klucza przy drganiach stabilnych są uzależnione od szybkości zmian napięcia wyjściowego, jak również od napięć progowych przerzutnika. Ponieważ szybkość zmian napięcia wyjściowego jest uzależniona m.in. od wartości napięcia wejściowego, napięcia wyjściowego, rezystancji obciążenia , elementów filtru LC, zakresu pracy konwertera (obciążenie nadkrytyczne lub podkrytyczne), zatem częstotliwość pracy stabilizatora może ulegać dużym zmianom. W stabilizatorze z bezstratnym współbieżnym konwerterem napięcia stałęgo pracującym przy obciążeniu nadkrytycznym przy założeniu, że napięcie zmienne na pojemności C filtru jest znacznie mniejsze niż napięcie zmienne na rezystancji R_C, częstotliwość pracy stabilizatora z regulacją dwupołożeniową określa zależność:

czyli

Z powyższej zależności wynika, że częstotliwość kluczowania jest proporcjonalna do wartości rezystancji R_C włączonej w szereg z kondensatorem i maleje do zera przy zerowej wartości tej rezystancji. Ten ostatni wniosek nie jest słuszny, gdyż przy bardzo małej rezystancji R_C częstotliwość generacji jest uzależniona również od zmian napięcia na pojemności C filtru dolnoprzepustowego.

W praktycznych układach stabilizatorów samowzbudnych dość często stosuje się jako rezystancję R_C jedynie własną szeregową rezystancje strat kondensatorów używanych w filtrze dolnoprzepustowym LC, która najczęściej jest wystarczająco duża, aby zapewnić stabilność układu.

Do zalet układu z regulacją dwupołożeniową należy prostota budowy oraz duża szybkość reakcji układu na zmiany napięcia wyjściowego spowodowane gwałtowną zmianą obciążenia i zmianą napięcia wyjściowego. Szybkość reakcji jest zależna głownie od elementów filtru LC. Wśród wad tego stabilizatora należy wymienić duże tętnienia napięcia wyjściowego oraz zmienną częstotliwość pracy.

Rys. 2 Schemat stabilizatora samowzbudnego z wykładu ;)

---