1.1. Definiţii
Un sistem electronic supus acţiunii unui ansamblu de semnale de intrare furnizează la ieşire o serie de semnale cu caracteristici electrice variabile în timp.
Menţinerea invariantă în timp a caracteristicilor electrice ale unui semnal la ieşirea unui sistem, în condiţii de variaţie în domenii specificate a semnalelor de intrare* se asigură printr-un proces de stabilizare a semnalului respectiv.
Aparatul sau dispozitivul electronic care realizează funcţia de stabilizare a parametrilor unui semnal poartă numele de stabilizator.
în funcţie de tipul mărimii fizice care caracterizează semnalul de intrare, stabilizatoarele pot fi de tensiune (continuă sau alternativă), de curent, de frecvenţă, de intensitate luminoasă etc.
Lucrarea de faţă tratează în exclusivitate stabilizatoarele de tensiune continuă.
Un stabilizator de tensiune continuă este un cuadripol, care menţine tensiunea de ieşire în limite foarte strînse (teoretic constantă), indiferent de variaţia tensiunii de intrare, a curentului prin sarcină, sau a temperaturii mediului ambiant, în domenii specificate prin standard sau norme tehnice.
Stabilizatoarele de tensiune continuă fac parte din structura surselor de alimentare alături de transformator, de blocul redresor şi de blocul de filtraj. Construcţia lor se poate realiza în două moduri:
- una din cele mai simple metode se bazează pe capacitatea unor componente electronice (diode Zener, tuburi cu descărcare în gaz etc.) de a menţine într-un domeniu dat (domeniu de stabilizare) tensiunea constantă la bornele lor. Performanţele de stabilizare a tensiunii de ieşire, asigurate de un stabilizator bazat pe acest principiu, sînt strict determinate de caracteristica tensiune-curent a componentei folosite.
- o altă metodă ele construcţie a stabilizatoarelor de tensiune continuă constă în utilizarea unei scheme electrice de amplificator cu reacţie (fig.1.1). În acest caz tensiunea de ieşire se menţine constantă printr-un proces de reglare automată care se desfăşoară în două faze:
- tensiunea de ieşire, V0, sau o fracţiune din ea, Kvo (mărime de reglat), se compară cu o tensiune de referinţă, VREF (mărime de referinţă), rezultînd un semnal de eroare ε=VREF—kV0.
- semnalul de eroare, e, amplificat, comandă elementul regulator (element de execuţie) pentru a restabili tensiunea de ieşire la valoarea prescrisă, V0.
În literatura de specialitate, stabilizatoarele de tensiune continuă cu reacţie se întîlnesc şi sub denumirea de regulatoare de tensiune continuă. Termenul provine din teoria sistemelor de reglare automată. Potrivit dicţionarului enciclopedic român* regulatorul este un dispozitiv al unui sistem de reglare automată, care primeşte la intrare semnalul emis de elementul de comparaţie şi transmite la ieşire mărimea ele comandă a elementului de execuţie, care efectuează operaţia impusă.
De menţionat că între regulator şi stabilizator există o diferenţă ca ele la parte la întreg, în sensul că regulatorul este un element component al stabilizatorului.
Totuşi, o bună parte dintre specialişti fac abstracţie de această deosebire şi folosesc termenii de stabilizator şi regulator de tensiune continuă ca sinonime. O justificare a acceptării acestei ambiguităţi de terminologie rezidă din posibilitatea utilizării unui stabilizator de tensiune continuă ca regulator în construcţia unor stabilizatoare de mărimi neelectrice ca, temperatură, presiune, intensitate luminoasă etc. (v. capitolul 4 în care sînt prezentate cîteva aplicaţii). Transformarea „aparatului” stabilizator de tensiune în „dispozitivul” regulator de tensiune s-a extins odată cu proliferarea pe piaţă a stabilizatoarelor de tensiune continuă integrate.
În lucrare se utilizează termenul de stabilizator de tensiune*, cel de regulator fiind rezervat denumirii unei părţi componente a primului, în general a tranzistorului regulator serie.
* Variaţia temperaturii mediului ambiant în care funcţionează sistemul se consideră un semnal de intrare al acestuia.
* Vezi dicţionarul enciclopedic român, Ed. Politică, Bucureşti, 1966.
* Voitage regulator (engl.), Regulateur de tension (franceză), Stabilizator nepreajenie (rusă), Spanungsregler (germană).
Articole din aceasi publicatie