1.3. Principii de funcţionare
În procesul de stabilizare a unei tensiuni se utilizează două tehnici principale: stabilizarea serie şi stabilizarea paralel.
Stabilizarea serie (figura 1.2 a) constă în plasarea elementului regulator în serie cu rezistenţa de sarcină R$. În acest caz, elementul regulator se comportă ca o rezistenţă variabilă a cărei mărime este controlată de tensiunea de ieşire V0 prin bornele 2—3; cînd tensiunea ele intrare v1 creşte, tensiunea V0 de ieşire tinde să urmărească această creştere şi acţionează asupra elementului regulator, care-şi măreşte rezistenţa între bornele 1—2. Evident, în acest mod creşterea tensiunii la intrare va fi compensată de căderea de tensiune ce se înregistrează între bornele 1—2 şi ca atare, tensiunea la ieşire va reveni la valoarea anterioară. Odată cu scăderea tensiunii la intrare, rezistenţa între bornele 1—2 îşi micşorează valoarea astfel încît tensiunea la ieşire să rămînă de asemenea neschimbată. Simbolul de rezistor variabil marcat pe schema bloc din fig. 1.2 a pune în evidenţă faptul că elementul regulator serie funcţionează ca un rezistor variabil în serie cu sarcina ajustîndu-şi mărimea rezistenţei în scopul menţinerii constante a tensiunii la ieşire.
Stabilizarea paralel, constă în plasarea elementului regulator în paralel cu sarcina (fig. 1.2 b). Elementul regulator în acest caz este un dispozitiv cu o rezistenţă dinamică foarte mică în zona de lucru, ceea ce permite ca variaţiile curentului care îl străbate să nu producă schimbări neînsemnate ale tensiunii la bornele lui*.
Mecanismul procesului de stabilizare este următorul: odată cu creşterea tensiunii v1 la intrare, creşte şi curentul de intrare i1. Elementul regulator, avînd rezistenţa dinamică foarte mică în comparaţie cu rezistenţa de sarcină Rs, va prelua întreaga variaţie a curentului de intrare.
- a) cu element regulator serie; b) cu element regulator paralel.
Rezistenţa R (de balast) contribuie la realizarea stabilizării preluînd variaţiile tensiunii de la intrare; în acest mod creşterea tensiunii v1 va fi compensată de căderea suplimentară de tensiune pe această rezistenţă. Dacă tensiunea la ieşire va scădea, căderea de tensiune pe rezistenţa R se va micşora cu aceeaşi valoare. Concomitent cu aceasta, rezistenţa R mai îndeplineşte şi rolul de a reduce la o valoare acceptabilă curentul care trece prin elementul regulator în situaţii limită.
Efectul de stabilizare se manifestă şi în cazul în care variază rezistenţa de sarcină, iar tensiunea la intrare v1 rămine constantă. În acest caz, căderea de tensiune vR, pe rezistenţa R, rărnîne practic neschimbată, deoarece creşterea curentului de sarcină se obţine pe seama scăderii curentului prin elementul regulator şi invers. Modificarea valorilor celor doi curenţi se produce astfel incit curentul prin rezistenţa R rămine constant. Cum V0 = v1—vR, rezultă că tensiunea pe sarcină rămîne constantă. Şi în acest caz elementul regulator lucrează ca un rezistor variabil, aşa cum s-a simbolizat în fig. 1.2 b.
Cele două metode de stabilizare a tensiunii prezintă atît avantaje cît şi dezavantaje.
Stabilizarea paralel se bucură de avantajul unei construcţii mai simple. Dacă accidental, ieşirea „stabilizatorului paralel” se pune în scurtcircuit la masă, acesta nu suferă stricăciuni deoarece la bornele lui tensiunea va fi nulă; dacă in aceste condiţii sursa de alimentare poate furniza fără pericol de distrugere curentul v1/R şi rezistenţa R poate disipa puterea corespunzătoare acestui curent, elementele componente ale stabilizatorului nu se defectează.
Stabilizarea serie a tensiunii, deşi conduce la scheme mai complexe, asigură un reglaj mai bun. Acest tip de reglare, comparativ cu stabilizarea paralel, are un randament mai mare, în special în cazul curenţilor mici de sarcină. Punerea în scurtcircuit la masă a ieşirii „stabilizatorului serie” poate conduce la distrugerea elementului regulator. Pentru evitarea efectelor unui scurtcircuit stabilizatoarele de acest tip sînt prevăzute cu circuite speciale de protecţie, care sînt fie limitatoare de curent (limitează intensitatea curentului prin sarcină la o valoare prereglată), fie circuite care deconectează alimentarea, îndată ce a fost depăşită o anumită intensitate a curentului prin sarcină.
* Situaţie tipică întîlnită în cazul unei diode Zener.
Articole din aceasi publicatie