Компенсационные стабилизаторы напряжения обеспечивают стабильность напряжения на нагрузке при помощи отрицательной обратной связи, воздействующей на регулирующий элемент (РЭ). Широкое распространение имеют стабилизаторы напряжения с включением регулирующего элемента последовательно нагрузке (рис. 3).
Стабилизатор состоит из регулирующего элемента (транзисторы VT1, VT2), усилителя постоянного тока (VT0, R5), источника опорного напряжения (VD, R4), делителя напряжения (R1, R2, R3), резистора R6, используемого для выбора режима по постоянному току транзистора VT1 и конденсатора C1. Для регулировки выходного напряжения в состав делителя включен резистор R2.
Число транзисторов, входящих в РЭ, зависит от тока нагрузки IH [3].
При IH < (0,2 – 0,3) А можно использовать только один транзистор.
При IH < (5 – 6) А можно использовать два транзистора.
Стабилизатор работает следующим образом. При увеличении входного напряжения UBX увеличивается выходное напряжение UBЫX, что вызывает увеличение напряжения на базе транзистора VT0 и, соответственно его коллекторного тока, в результате чего напряжение на его коллекторе уменьшается, что вызывает уменьшение тока через транзисторы РЭ и, следовательно, приводит к пропорциональному уменьшению UBЫX. Аналогичные процессы происходят при уменьшении тока нагрузки. При увеличении тока нагрузки UBЫX уменьшается, транзистор VT0 начинает закрываться, напряжение на его коллекторе и на базе РЭ увеличивается, в результате чего UBЫX увеличивается до номинального значения.
Определяем максимальное напряжение коллектор-эмиттер регулирующего транзистора VТ1: UКЭ1max = UBX + UBX –UНmin=UBXmax –UНmin= = 30+2,5-16 = 16,5 В.
Определяем максимальную мощность, рассеиваемую на транзисторе VТ1: PК1max = UКЭ1max IНmax = 16,5·4 = 66 Вт.