OP-Anwendungen in Stromversorgungsgeräten

Zusammenfassung

Bild 5.1.1 zeigt das grundsätzliche Regelungsprinzip einer längsstabilisierten Spannungsquelle. Die Funktionsweise liegt darin, daß die Differenz aus transformierter und gleichgerichteter Eingangsspannung Ue und der gewünschten Ausgangsspannung Ua über einen steuerbaren Widerstand vernichtet wird. Diese Funktion wird von einem Leistungstransistor übernommen. Der Transistor ist regelungstechnisch das Stellglied. Wird über einen Lastsprung durch Veränderung des Widerstandes R_Last die Ausgangsspannung Ua beispielsweise kleiner, so wird über den Meßumformer der Istwert x (Regelgröße) ebenfalls kleiner. Die Differenz zwischen Sollwert w (Führungsgröße) und Istwert x wird größer, so daß die Regelabweichung x_w (Regeldifferenze) sich erhöht. Über einen Verstärker, dem sogenannten Regler, wird die Stellgröße y größer. Der Transistor wird weiter durchgesteuert. Die Ausgangsspannung Ua wird damit wieder soweit nachgeregelt, bis die Regelabweichung praktisch Null wird. Die Ausregelung orientiert sich immer nach dem Sollwert w, der sogenannten Referenzspannungsquelle. Sie wird im einfachsten Fall durch eine Z-Diode realisiert. Jedes spannungsstabilisierte Netzgerät benötigt eine Spannungsreferenz, nach der die Ausregelung des Istwertes erfolgt. Für hochwertige Netzgeräte werden an die Referenzspannung hinsichtlich Spannungskonstanz hohe Anforderungen gestellt. Erreicht wird diese Spannungsstabilität durch stromkonstante Einspeisung von temperaturkompensierten Z-Dioden. Die ständige Veränderung der Stromentnahme durch R_Last ist eine wesentliche Störgröße im Regelkreis. Eine weitere relevante Störgröße ist die Schwankung der Eingangsspannung Ue.