Інший метод стабілізації змінної напруги зображений на рис. 5.38. Ця схема не використовує в явному вигляді ланцюг зворотного зв’язку і ймовірно найкраще описується як стабілізатор з розімкнутої петлею регулювання. (Використовуючи поняття «внутрішня зворотний зв’язок» можна провести строгий математичний аналіз, як це робиться для генератора з двополюсників, які мають негативний опір, типу тунельного діода, коли можна сказати, що генератор поводиться так, ніби є внутрішня ланцюг зворотного зв’язку.) У будь-якому випадку схеми стабілізації (такі як ця) взагалі не дозволяють отримати жорсткої стабілізації, легко досяжною із звичайною зворотним зв’язком і датчиком. Тим не менш, схема забезпечує стабілізацію змінної напруги часто достатню для практичних цілей.

Схема на рис. 5.38, краще, ніж схема стабілізатора напруги, показана на рис. 5.31 в одному істотному відношенні – вона має більш швидку реакцію, оскільки тут не використовуються інерційні компоненти, такі як лампи розжарювання і фоторезистори. Стабілізатор змінної напруги, наведений на рис. 5.38, при першому наближенні можна розглядати як електронну заміну феррорезонансного стабілізатора напруги. Цей стабілізатор має істотну перевагу в габаритах, вазі і вартості. Хоча він дозволяє отримати на навантаженні напруга тільки 90 В, експериментатор може збільшувати його до 120 В застосовуючи звичайний трансформатор або автотрансформатор (такі «лінійні» трансформатори набагато менше, легше і дешевше, ніж згадуваний ферорезонансний стабілізатор).

Рис. 5.38. Стабілізатор середньоквадратичного значення напруги мережі змінного струму. Електронна стабілізація змінного напруги заслуговує розгляду, коли бажано обійтися без великих габаритів, ваги та вартості феррорезонансного стабілізатора. Motorola Semiconductor Products, Inc.

Перше, що необхідно зрозуміти в схемі стабілізатора на рис. 5.38, це те, що не може бути ніякої напруги на навантаженні або струму через неї, якщо немає умов для протікання струму між точками мостового випрямляча (/) 1), позначеними символами + і -. Слід мати на увазі, що постійна напруга з виходу мостового випрямляча не фільтрується, будучи фактично послідовністю однополярних напівперіодів синусоїди. Це випадок, коли є можливість управляти напругою на навантаженні, змінюючи частку цих напівперіодів, що надходять до навантаження. Управління здійснюється електричною схемою, що використовує транзистори 01, 02 і 03. По суті застосовується двохнапівперіодне управління фазою, подібно тому, як це робиться в регуляторах світіння лампи і в схемах управління двигуном, незважаючи на те, що метод реалізації дещо відрізняється від зазвичай використовуваного. Однією з причин незвичайного підходу є те, що замість сімістора як двухполупериодного силового елемента з фазовим керуванням (фактично це мостовий випрямляч, що допускає роботу з обома половинами періоду змінного струму), використовується тиристор (04).

Тут досягається фазове управління і стабілізація: як 03 застосовується / ^ Г-транзистор (одноперехідного транзистор з керованим порогом), який формує запускають імпульси для тиристора 04, регулюючого потужність в навантаженні. Момент появи импуль ^ сов запуску залежить від того, як швидко заряджається конденсатор С1 до напруги запуску Р ^ / Г-транзистора. Фактично, дві умови визначають затримку появи запускають імпульсів. Спочатку припустимо, що напруга мережі змінного струму збільшується. Це призводить до підйому напруги на резисторі /? 10, а це, в свою чергу, призводить до тому, що времязадающей конденсатору С1 необхідно заряджатися до більш високої напруги, щоб PUT-транзистор 03 сформував імпульс запуску для тиристора. Отримана таким чином затримка зменшує тривалість напівперіодів напруги, що прикладається до навантаження так, щоб його середньоквадратичне значення було зменшено. В цьому суть фазового методу стабілізації напруги на навантаженні при зміні напруги мережі змінного струму. У разі пониження напруги мережі відбувається послідовність подій протилежна описаній, що зберігає напругу навантаження постійним.

Є перешкода, яка може перешкодити описаному порядку дії схеми; якщо не вжити заходів, то PUT-транзистор включався б на самому початку кожного напівперіоду, тобто був би постійно відкритий. Необхідно мати затримує схему, що дозволяє відключити анодна напруга РС / Г-транзистора під час початкового підйому синусоїдальної напруги з виходу випрямного моста. Ця функція здійснюється транзистором 01 і пов’язаної з ним схемою. Відбувається так, що 01 залишається в закритому стані, поки стабілітрон D2 не проводить; в якийсь момент база транзистора 01 стає зміщеною в прямому напрямку, в результаті чого до PUT-транзистору виявляється прикладеним робоча напруга (під час вимкненого стану конденсатор С1 заряджатися не може).

На додаток до обумовленої напругою затримці, яка здійснюється ланцюгом QI/D2, є другий ланцюг, що створює змінну затримку фази, необхідну для стабілізації. Вона забезпечується транзистором 02 і пов’язаними з ним елементами схеми. Транзистор 02 діє просто як керований напругою мережі резистор, шунтувальний времязадающій конденсатор О. Отже, якщо напруга мережі змінного струму збільшується, то провідність транзистора 02 збільшується, тим самим зростає час, необхідний для того, щоб напруга на заряджається конденсатор С1 досягло рівня спрацьовування PUT-транзистора, що в свою чергу призводить до відкривання тиристора. Таким чином, здійснюється протидія підйому напруги на навантаженні.

Очевидно, що ці схеми стабілізації стабілізують напругу на навантаженні при зміні напруги мережі змінного струму. Вони призначені по суті для постійних навантажень, тому що не прийнято жодних заходів для регулювання напруги на навантаженні в залежності від струму навантаження. На рис. 5.39 показана характеристика цього стабілізатора змінної напруги. У ньому використовувалася фіксована 500-ватна (При 90 В середньоквадратичного значення) навантаження.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.