Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Перечень сокращений и обозначений





Курс лекций

 

по дисциплине: «Электропреобразовательные устройства РЭС»

 

 

Оглавление

 

Перечень сокращений и обозначений........................................................................................................... 3

  1. Общие требования к источникам электропитания электронных средств........................................... 4
  2. Химические источники тока................................................................................................................................ 4
  3. Непосредственные преобразователи в электрическую энергию............................................................ 5
  4. Общая характеристика выпрямителей.................................................................................................. 7
  5. Работа выпрямителя при импульсном входном напряжении............................................. 12
  6. Управляемые выпрямители....................................................................................................................... 13
  7. Схемы управления тиристорных выпрямителей........................................................................ 14
  8. Сглаживающие фильтры............................................................................................................................. 16
  9. Трансформаторы............................................................................................................................................... 18
  10. Параметрические стабилизаторы........................................................................................................... 20
  11. Интегральные источники напряжения.............................................................................................. 25
  12. Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения с непрерывным регулированием 30
  13. Регулирующий элемент............................................................................................................................... 34
  14. Схема сравнения...................................................................................................................................................... 36
  15. Стабилизаторы с последовательным регулирующим элементом........................................................ 36
  16. Высоковольтные стабилизаторы...................................................................................................................... 37
  17. Защита от короткого замыкания....................................................................................................................... 39
  18. Защита от перенапряжения......................................................................................................................... 42
  19. Стабилизаторы с параллельным регулирующим элементом................................................................. 43
  20. Умощнение интегральных стабилизаторов.................................................................................................. 44
  21. Монтаж стабилизаторов....................................................................................................................................... 45
  22. Стабилизаторы тока с непрерывным регулированием........................................................................... 45
  23. Импульсные стабилизаторы постоянного напряжения............................................................................ 46
  24. Стабилизаторы постоянного напряжения с непрерывно-импульсным регулированием........... 58
  25. Стабилизаторы постоянного напряжения с регулированием в цепи переменного тока............. 59
  26. Классификация преобразователей................................................................................................................... 60
  27. Инверторы напряжения...................................................................................................................................... 63
  28. Двухтактные инверторы...................................................................................................................................... 64
  29. Транзисторный инвертор напряжения с самовозбуждением................................................................. 67
  30. Транзисторные инверторы с внешним возбуждением............................................................................. 70
  31. Тиристорные инверторы...................................................................................................................................... 72
  32. Резонансные инверторы...................................................................................................................................... 74
  33. Преобразователи напряжения с амплитудной модуляцией по входу инвертора........................... 75
  34. Виды модуляции при регулировании и стабилизации напряжения................................................... 75
  35. Ключи на биполярных транзисторах с потенциальным управлением.............................................. 78
  36. Ключи с управлением от выходного трансформатора преобразователя........................................... 79
  37. Ключи на полевых и биполярных транзисторах........................................................................................ 80
  38. Защита транзисторных ключей......................................................................................................................... 81
  39. Ключи на тиристорах............................................................................................................................................ 82
  40. Параллельное соединение тиристоров........................................................................................................... 83
  41. Интегральные микросхемы в источниках питания................................................................................... 84
  42. Источники электропитания персональных ЭВМ...................................................................................... 85
  43. Умножители напряжения.................................................................................................................................... 91
  44. Трёхфазные умножители напряжения............................................................................................................ 93
  45. Примерный перечень контрольных вопросов для проведения экзаменов................. 94
  46. Тестовые вопросы для проверки остаточных знаний.............................................................. 95
  47. Список литературы......................................................................................................................................... 97

Перечень сокращений и обозначений

ИСПН – импульсный стабилизатор постоянного напряжения

РЭ – регулирующий элемент

СС – схема сравнения

СУ – схема управления

КЗ – короткое замыкание

W – энергия

ИЭП – источник электропитания

ЭМС – электромагнитная совместимость

РПУ – радиопередающие устройства

ОС – обратная связь

ЭДС – электродвижущая сила

 

 

Источники энергоснабжения

Общие требования к источникам электропитания электронных средств

Основные параметры

-надежность;

-входные U и I и их отклонения;

-выходные U и I;

-нестабильность и пульсации вых. U при воздействии влияющих величин;

-защита при аварийных режимах;

-КПД;

- габариты, размер, масса. Надежность:

Важнейшими характеристиками для всех видов источников электропитания (ИЭП) являются время наработки на отказ и вероятность безотказной работы.

Значение пульсации Uвых ИЭП определяет его ЭМС с нагрузкой. Цифровые компоненты ≤ 1%, аналоговые –(0,1-0,2)% от уровня Uвых.

К ИЭП высокого напряжения РПУ могут предъявляться требования по зна­чениям и составу гармонических составляющих выходного напряжения.

Изменения входного тока ИЭП определяет его ЭМС с системой энерго­снабжения при динамическом характере нагрузки. Уровень помех, создаваемый ИЭП в систему энергоснабжения лимитирован.

КПД: чем выше Uвых, тем, как правило, выше КПД, за исключением очень вы­соковольтных и маломощных ИЭП, когда токи утечки составляют значительную до­лю выходного тока. Импульсные стабилизаторы имеют более высокий КПД по срав­нению с непрерывными.

Химические источники тока.

В химических источниках тока химическая энергия исходных активных мате­риалов преобразуется непосредственно в электрическую энергию.

Гальванические элементы (ГЭ)

Активные материалы (электролит и электроды) используются одноразово!

Объединение ГЭ образуют гальваническую батарею. СухиеГЭ:

МЦ-марганец и цинк (двуокись Mn) [1.3-1.6]В

ММ- медно-магниевые;

СМ- свинцово-магниевые;

ЖУ- железо-угольные: (0,75]В

РЦ- цинк-двуокись ртути [1,22]B

Наиболее распространены: МЦ и РЦ

Батарея аварийного передатчика вводится в действие лри попадании в воду: пресную или соленую за считанные минуты.

аккумулятор (A) может использоваться многократно за счет восстановления химической W вещества путем пропускания электрического тока в направлении об­ратном направлению тока при разряде,

Аккумуляторы также могут быть составлены в батареи.

 

При разряде А. химическая W активных веществ, входящих в состав катода, анода и электролита, преобразуются в электрическую W, при этом активные веще­ства превращаются в продукты разряда, При зарядке А, подводимая электрическая W расходуется на регенерацию продуктов разряда

По составу электролита А. разделяют на кислотные и щелочные.

Кислотные: электролит вязкий раствор H2SO4

двуокись РЬ заряд сульфат РЬ

Pb+PbO2+2H2SO4 « 2PbSO4+2H2O

разряд

­ ­ Плотность электролита увеличивается

отриц. полож.

электрод электрод Плотность электролита уменьшается

ЭДС: (2,06-2,15)В и зависит от плотности электролита=1,21-1,3 г/смэ

↑t0 с 100 ЭДС ↑ на 0,002- 0,003 В

Саморазряд: потеря части запасенной емкости заряженного А. без нагрузки

Саморазряд увеличивается с увеличением плотности электролита и t°

Щелочные аккумуляторы

Электролит в основном КОН (гидроксид калия) плотностью 1190-1400 кг/м3

нк­ сц­

нк- никель-кадмиевые: положительный электрод NIOОН(гидроксид никеля), отрицательный Cd (кадмий).

ЭДC=(1,3-1,35)B

По материалу электродов: СЦ- серебряно-цинковые НЖ- никелево-железные HЦ- никелево-цинковые НВ- никелево-водородные

Управляемые выпрямители

 

Регулировать входное напряжение можно с помощью управляемого выпрямителя.

[Л2,273]: однофазный мостовой выпрямитель с полным числом управляемых приборов  

 

 


α-угол регулирования.

Включение VDобр уменьшает пульсации. Режим может быть как непрерывным (α1) так и прерывистым (α2) Если энергии, запасаемой в Lф достаточно для поддержания тока в инверсном режиме (β), то ток непрерывен.

[Л1, 275]: Однофазный мостовой выпрямитель с неполным количеством управляемых элементов

 

 

Инверсный режим не образуется, так как при смене знака тиристоры запираются через диоды,

а ток нагрузки, поддерживаемый индуктивностью, замыкается через диоды, минуя трансформатор. В

схеме с неполным числом управляемых элементов пульсаций меньше, чем в предыдущей схеме.

 

Сглаживающие фильтры

 

Чтобы фильтр не являлся «пробкой», для переменной составляющей тока нагрузки, его выход шунтируется конденсатором, ёмкость которого настолько велика, что максимально возможный переменный ток нагрузки создаёт на выходе фильтра напряжение, сравнимое по значению с пульсациями

Простейший фильтр состоит из двух пассивных элементов, включенных по Г- образной схеме. Последовательный элемент обладает большим сопротивлением переменному току, а параллельный элемент малым.

Одним из важнейших показателей фильтра является коэффициент сглаживания, определяемый отношением коэффициентов пульсации напряжения по k-й гармонике на его входе (Kп(k)вх) и выходе (Kп(k)вых)

 

с Kпkвх / Kпkвых = Umk1 / U01 · U02 / Umk2

 

Где Umk1 и Umk2 – амплитуды к-й гармоники на входе и выходе фильтра; U01, U02 – постоянные составляющие напряжения.

Как четырехполюсник сглаживающий фильтр можно характеризовать соответствующим коэффициентом передачи A(ω) = U2(с)/ U1(ω), при этом коэффициент сглаживания может быть выражен через коэффициенты передачи на частоте ω = 0 и ωk;

qk = │H(0)/H(j ωk)│ = A0A-1k)

A0 = H(ωk) ω=0 U02/ U01

В выпрямителях средней и большой мощности A0 ≈ 0.92…0.96,поэтому большую величину q обеспечивают коэффициентом ослабления пульсации Sk = A-1k)

Являясь частотно-зависимым звеном, сглаживающий фильтр определяет частотные и динамические свойства источников электропитания. Последние характеризуют поведение источника при возмущениях как со стороны входа, так и со стороны его выхода (например, при скачкообразном изменение нагрузки). При неблагоприятных сочетаниях параметров фильтров возмущения могут вызывать значительное отклонения выходного напряжения от установившегося значения, способные привести к нарушению работы аппаратуры.

Таким образом, расчёт и выбор параметров сглаживающего фильтра источников электропитания проводится не только из условия получения необходимого коэффициента сглаживания (допустимого перенапряжения или сверхтока при переходных процессах, допустимых частотных искажений, вносимых в питаемое устройство, и др.)

 

ReZ1→0, ReZ2→∞ для уменьшения мощности потерь, ReZ1→∞0≡L, ReZ2→∞≡C  

 

 

           
 
 
   
 
где к- номер гармоники пульсаций.  
 

 

 


(псофометрическое напряжение):

 

 

Umk-амплитуда к-ой гармоники; α-псифометрический коэффициент чувствительности напряжения; m- максимальный номер гармоник и пульсаций в полосе телефонного канала (m≈3400/pf1, α1 в таблице),

Для аналоговых систем - действующее напряжение пульсаций:

 
 

 

 


Для цифровых - максимальное значение амплитуды пульсаций.

 

Трансформаторы

 

Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки и предназначенные для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких других систем переменного тока в одну или несколько других систем перемененного тока. Индуктивно связанные обмотки трансформатора подразделяются на первичные, подключаемые к источнику электрической энергии, и вторичные, к которым подключаются токоприёмники (нагрузка). Если напряжение на вторичной обмотке трансформатора большею, чем на первичной, трансформатор называется повышающим, если же меньше – понижающим. Часто обмотки высокого напряжения обозначают индексами ВН, а низкого напряжения – индексами НН.

Трансформаторы могут работать в трёх режимах: эксплуатационном (работа под нагрузкой) и двух экспериментальных – режимы ХХ и короткого замыкания КЗ.

В режиме ХХ вторичная обмотка трансформатора разомкнута (ток I2=0), на первичную обмотку подаётся номинальное напряжение U1=U и напряжение на вторичной обмотке, равное индуктивной в ней ЭДС, также имеет номинальное значение E2=E. Ток, протекающий по первичной обмотке, называется током ХХ, т.е. Iхх. Величина тока ХХ много меньше номинального тока первичной обмотки, так как ток нагрузки и P2 равны нулю. При Iхх<<Iн и I2=0 потери в обмотках в режиме ХХ близки к нулю, а поэтому мощность, потребляемая трансформатором в режиме ХХ, практически равна потерям в стали (P1=Pст, I2=0).

Величина потерь в стали зависит от качества стали и определяется двумя составляющими: потерями на гистерезис (Pг) и потерями на вихревые токи Pв. Первые определяются площадью петли перемагничивания материала магнитопровода, вторые зависят от тока, порождаемого переменным потоком в толще магнитопровода. Для снижения составляющей PВ магнитопровод собирается из тонких листов, изолированных друг от друга лаком или окалиной (окислами, образующимися при термической обработке). Величина Pв обратно пропорциональна квадрату толщины листа h. Для частоты f=50 Гц. распространены значения h= 0.35 и h=0.5 мм. На повышенных частотах значения h уменьшают до 0,1...0,05 мм.

В режиме КЗ обмотка закорачивается накоротко (напряжение на обмотке ω2=0), на первичную обмотку подаётся пониженное напряжение U<< Uном, при котором тое в обмотке будет равен номинальному значению I<<I1ном. Из закона электромагнитной индукции при условии e1 ≈ u1 следует однозначная связь между величиной магнитного потока в сердечнике трансформатора и величиной напряжения первичной обмотки. Из закона Ома для магнитной цепи по аналогии с законом Джоуля–Ленца для электрической цепи получается, что потери в стали Pст пропорциональны квадрату действующего значения магнитного потока Ф0. При малой величине напряжения U, а следовательно, и малой величине потока Ф0 в режиме КЗ потери в стали трансформатора пренебрежимо малы. Поэтому потребляемая трансформатором в режиме КЗ мощность равна потерям в меди Pм, которые соответствуют номинальному значению тока I=I1ном и зависят от сопротивления проводок обмоток.

В режиме работы трансформатора под нагрузкой на первичную обмотку подаётся номинальное напряжение и по ней должен протекать номинальный ток, так как ток нагрузки равен номинальному U1=U1ном и I2=I2ном.

Экспериментальное исследование трансформатора в режиме ХХ называется опытом холостого хода. При проведение опыта ХХ измеряются напряжения на первичной обмотке U1хх=U1ном , ток Iхх<<Iном и потребляемая мощность Pхх=Pст, а также ЭДС вторичной обмотки, которая по определению равна номинальному напряжению E2= E2ном.

Измеренные функциональные переменные позволяют рассчитать:

а) активную и реактивную составляющие тока первичной обмотки трансформатора:

Iхх а = Pст/U1ном;

Iхх p= sqrt(I2хх- I2хх а)

 

б) активную и реактивную составляющие сопротивления трансформатора в режиме ХХ:

Zхх= U1ном/Iхх;

Rхх= I2хх;

Xхх= sqrt(Z2хх-R2хх);

 

в) коэффициент трансформации трансформатора, который является его параметром:

n= U1ном/U2;

 

г) коэффициент ХХ, который характеризует относительное значение намагничивающей составляющей номинального значения тока первичной обмотки:

Кх=(Iхх/I)100%

 

Экспериментальные исследования трансформатора в режиме КЗ называются опытом КЗ. При проведение опыта КЗ измеряются ток в первичной обмотке трансформатора I=I1ном напряжение на обмотке U и потребляемая мощность P=Pм. Измеренные функциональные переменные позволяют рассчитать КЗ трансформатора:

Zк= U/I;

Rк= I21н;

Xк= sqrt(Z2к-R2к);

 

 

активную и реактивную составляющие падения напряжения на КЗ трансформаторе, которые используются при расчётном определение значения одного из показателей качества трансформатора Uка= Rк*Iном и Uкр=Xк*I1ном.

 

Особенность схемы

 

Выходное стабилизированное напряжение выше, чем стабилитрона. Использован распространенный способ повышения с помощью делителя и

является стабилизированным. Сделав сопротивление делителя переменным можно изменять от значения близкого к до весьма больших значений. Параметры стабилизатора с делителем всегда хуже, чем без него. Так как транзистора при использовании делителя уменьшается, даже, если не меняется. При регулировке параметры стабилизатора неизбежно меняются.

Типовые данные: рассмотренный тип стабилизатора имеет Он является типом для многих устройств.

В случае большего обычно в качестве регулирующего транзистора применяется составной транзистор.

Транзистор достаточно мощный, меньше, чем у обычных. У транзистора больше, чем у .

Здесь составным транзистором является комбинация и . Сопротивление обеспечивает нормальный режим составного транзистора. Составные транзисторы характеризуются очень большими значениями , где =30-50, т.е. сигнал ошибки с выхода схемы будет сильнее усиливаться, соответственно увеличивается коэффициент стабилизации в раз и приблизительно также в раз уменьшится . В данной схеме может составлять сотые доли Ома.

 

Регулирующий элемент

 

 

 
 

 


в) R ш -сопротивление шунта.

Пригодна для Iн min ≠ 0, Iш<Iн min.

Уменьшает ток через регулирующий элемент (VT1), а значит и рассеиваемую на нем мощность (площадь радиатора).

Умощнение выхода,

 

 

а) Это составной транзистор является комбинацией VT1 и VT2. как правило составной транзистор характеризуется очень большим коэффициентом β

β2= β12

β1=20,,,30

б) силовая цепь на основе комплиментарной схемы Дарлинктона (то есть схемы из n-p-n и n-p-n транзисторов).

 

 

Схема сравнения

 

 
 
R3 R4, R5-делитель Uвых VD1 - источник опорного напряжения. VT1- активный элемент УПТ. R3- регулятор Uвых-    


 

 

 

 

Защита от перенапряжения

Защита от перенапряжений спасает нагрузку от выхода из строя. Перенапря­жение может возникнуть при неисправности стабилизатора, например, выходе из строя РЭ.

Схема защиты от превышения и понижения выходного напряжения.

При нажатии «ВКЛ» реле Р1 включается и блокирует своими нормально ра­зомкнутыми контактами цепь питания 220 В.

Если произойдет перенапряжение Uвых потенциал на положительном входе компаратора К1 превысит потенциал отрицательного входа (Ucт). K1 вырабатывает сигнал на выходе, открывается транзистор VT1 и срабатывает реле Р2,которое

своими нормально замкнутыми контактами отклонит реле Р1, а оно -общее питанию. R1 регулирует порог срабатывания защиты по повышению Uвых1. При понижении Uвых1 потенциал на отрицательном входе К2 станет ниже потенциала на по­ложительном входе К2 (Ucт2) и К2 на выходе вырабатывает сигнал, VT2 откроется и Р2 сработает, а Р1 отключит общее питание.

В более простых случаях: единственный источник питания и т.д. возможно применение более примитивных систем по превышению напряжения как более опасному фактору для нагрузки.

При превышении Uвых напряжение стабилизации VD1 стабилитрон про­бивается, пo R1 течет ток и падение напряжения на нем открывает тиристор VD2, который замыкает Uвых, вызывая срабатывание защиты [предохранитель и т.д.).

 

Тиристор может быть анодом подключен не к Uвых, а кР2, как в предыдущем случае. С1 защищает от случайных бросков,

Вместо предыдущей схемы возможно включение на выходе стабилизатора мощного стабилитрона или его аналога:

При повышении Uвых напряжение стабилизатора VD1 пробивается, открывая VT1. VT1 мощный транзистор, С1 не нужен, т.к. после исчезновения броска напряжения VT1 снова закрывается в отличие от тиристора.

VT1-защита от КЗ включает таристор \/D1 и предохранитель перегорает

Монтаж стабилизаторов

Правильный монтаж стабилизатора напряжения для исключения взаимных наводок черезобщие проводники.

Схема управления ИСН с ШИМ

В качестве схемы управления (СУ) используют различные устройства, отдавая предпочтения тем, которые выполняются на элементах цифровой техники. Здесь наибольшее применение получил метод, основанный на сравнении с пилообразным напряжением. Нарисуем схему, реализующую данный метод.

К- компаратор.

СС- схема сравнения.

ГПН- генератор первообразного напряжения.

В СС, выполненной на операционном усилителе, стабилизатора сравнивается с , получаемым под ИОН. Аналоговый сигнал ошибки с вывода СС подается на один из входов компаратора, на другой вход которого подается пилообразное напряжение под ГПН. В течении времени превышения аналогового сигнала ошибки под пилообразным напряжением формируется импульсная ШИМ.

Из рис. видно, что частота следования импульсов ШИМ задается пилообразным напряжением, а их длительность задается уровнем сигнала ошибки.

В настоящее время практически всю цепь управления удается выполнить в одном кристалле, как большую микросхему. В ее состав входят: схема с ШИМ, ИОН, схема защиты, схема формирования импульсов для регулирующего транзистора. Например, МС К142 ЕП1 состоит из 5 функциональных узлов: ИОН, усилитель сигналов ОС, схема с ШИМ, усилитель управляющих импульсов, микро мощные силовые транзисторы. При малых токах нагрузки до 50 МС можно использовать, как законченный стабилизатор напряжения. При больших токах МС можно использовать, как схему управления мощными транзисторами ключами ИСН.

 

ИСН с РСР

 

В таких ИСН частота и длительность импульсов управления регулирующим транзистором может изменится в широких пределах в зависимости от .

 

Схема работает следующим образом: транзистор Т может находиться либо в состоянии насыщения, либо в состоянии отсечки. При поступлении Т открыт и насыщен, ток через дроссель Др заряжает конденсатор С. При этом напряжение на конденсаторе С равное , увеличивается до тех пор, пока не превысит на инвертирующем входе ОУ. В этот момент ОУ прекращает питать базу Т, который запирается. Энергия, запасенная в дросселе, служит причиной тока через нагрузку и диод Д. Конденсатор С разряжается и уменьшается. Когда напряжение на инвертирующем входе станет меньше , ОУ снова включает транзисторный ключ и цикл повторяется. колеблется около = . Амплитуда колебаний определяется коэффициентом усиления ОУ и соотношением Для рассмотреной схемы стабилизатора релейного типа можно считать напряжение срабатывания равно напряжению отпускания, т.е. формирование импульсов происходит в моменты пересечения не двух, а одного горизонтального уровня, равного .

 

 

Импульсные стабилизаторы с широтно-импульсной модуляцией и релейные стабилизаторы

 
 

 


 

 

Работа транзистора в режиме переключения характеризуется быстрым переходом рабочей точки из области отсечки в область насыщения. При этом мощность, рассеиваемая на регулирующем транзисторе, во много раз меньше, чем при его работе в линейном режиме. Работа регулирующего транзистора в режиме переключе­ния позволяет повысить коэффициент использования самого транзистора, повысить КПД стабилизатора и уменьшить его габариты. Наиболее распространены два типа импульсных стабилизаторов: стабилизаторы с широтно-импульсной модуля­цией и релейные стабилизаторы или стабилизаторы с двухпозиционным ре­гулированием (рис. 5.25).

В стабилизаторах с широтно-импульсной модуляцией в качестве импульсного элемента использует­ся генератор, длительность импульса или паузы которого изменяется в зависимости от постоянного сигнала, поступающего на вход импульсного элемента с вы­хода схемы сравнения. Принцип действия стабилизатора с широтно-импульсной модуляцией заключается в следующем: постоянное напряжение U0 от выпрямителя или от аккумуляторной батареи подается на регулирующий транзистор, а затем через фильтр на выход стабилизатора. Выходное напряжение стабилизатора приво­дится к опорному напряжению, сравнивается с ним, а затем сигнал разности подается на вход устройства, преобразующего сиг­нал постоянного тока в импульсы определенной длительности. Длительность импульсов изменяется пропорционально сигналу раз­ности между опорным и измеряемым напряжениями. С устройства, преобразующего постоянный ток в импульсы, сигнал поступает на регулирующий транзистор.

Регулирующий транзистор периодически переключается, и среднее значение напряжения на выходе фильтра зависит от скважности импульсов. При изменении напряжения на выходе стабили­затора изменяется сигнал постоянного тока, а, следовательно, и скважность импульсов регулирующего транзистора, и среднее значение выходного напряжения возвращается к первоначальному значению.

Принцип действия релейных или двухпозиционных стабилизаторов несколько отличается от принципа действия стабилизаторов с широтно-импульсной модуляцией. В релейных стабилизаторах в качестве импульсного элемента применяется триггер, который, в свою очередь, управляет регулирующим транзистором. При подаче постоянного напряжения на вход стабилизатора, в первый момент, регулирующий транзистор открыт, и напряжение на выходе стаби­лизатора увеличивается. Соответственно растет сигнал на выходе схемы сравнения. При определенной величине выходного, напряжения величина сигнала «а выходе схемы сравнения станет доста­точной для срабатывания триггера. Триггер срабатывает и закрывает регулирующий транзистор. Напряжение на выходе стабилизатора начинает снижаться, что вызывает уменьшение сигнала на выходе схемы сравнения. При определенной величине сигнала на выходе схемы сравнения триггер вновь срабатывает и открывает регулирующий транзистор. Напряжение на выходе стабилизатора начинает увеличиваться. Выходное напряжение будет увеличивать­ся до тех пор, пока триггер вновь не закроет регулирующий транзистор. Таким образом, процесс будет повторяться. Изменение входно­го напряжения или тока нагрузки стабилизатора приведет к измене­нию скважности импульсов регулирующего транзистора и к изме­нению частоты его переключения, а среднее значение выходного напряжения будет поддерживаться неизменным с определенной степенью точности.

Стабилизаторы первого и второго типа отличны в следующем.

В стабилизаторах первого типа частота переключения регулирующего транзистора постоянна, в стабилизаторах второго типа ча­стота зависит от изменения тока нагрузки и входного напряже­ния. Пульсация выходного напряжения в стабилизаторах первого типа принципиально может быть равна нулю, так как импульсный элемент управляется постоянной составляющей сигнала схемы сравнения.

Пульсация на выходе стабилизаторов второго типа принципиально не может быть равной нулю, так как периодическое пере­ключение триггера возможно только при периодическом изменении выходного напряжения.

Одним из основных недостатков стабилизаторов первого типа является их малое быстродействие. При питании таких стабилиза­торов от выпрямителя входная пульсация напряжения уменьшается стабилизатором незначительно, и поэтому его фильтр приходится рассчитывать на низкочастотную составляющую пульсации.

Недостатком стабилизаторов второго типа является зависи­мость частоты переключения от изменения напряжения сети и тока нагрузки. Необходимо отметить, что в релейных стабилизаторах можно устранить указанный недостаток. Для этого от внешнего генератора на вход усилителя или непосредственно триггера подается переменный сигнал. Если амплитуда переменного сигнала превышает пороги срабатывания триггера, то при определенных условиях происходит синхронизация стабилизатора и он работает в режиме широтно-импульсной модуляции.

В этом случае при изменении входного напряжения или тока нагрузки частота остается неизменной, а изменяется скважность импульсов регулирующего транзистора.

На рис. 5.26, 5.27 изображены схемы релейных стабилизаторов напряжения. Основное отличие схем заключается в различных режимах работы. Стабилизатор рис. 5.26 работает в обычном режиме, а стабилизатор рис. 5.27 работает в режиме широтно-импульсной модуляции. Рассмотрим более подробно работу этих схем. Стабилизатор рис. 5.26 состоит из составного регулирующего тран­зистора (Т11, Т12); фильтра (L1н , Д2); схемы сравне­ния и усилителя постоянно­го тома (R1, Rн, R2, Д1, Rг1, Tу, Rу); триггера на туннельном диоде Д3 и транзисторе Т4, промежуточного усилителя (Т3, R3, R3); транзистора Т2, предназначенно­го для запирания регулирующего транзистора; цепочки R9, С1, необходимой для увеличения частоты автоко­лебаний стабилизатора и элементов R6, RЗАП, Д4 СЗАП, необходимых для надежного включения и затирания регулирующего транзистора.

В данной схеме в качестве импульсного элемента используется триггер на тун­нельном диоде и транзисторе. Как показано в, в таких схемах можно использовать триггер на тран­зисторах (триггер Шмитта), однако применение тригге­ра на туннельном диоде поз­воляет улучшить фронты управляющих импульсов и уменьшить число элементов.

На рис. 5.28 изображены графики выходного напряжения стабилизатора, токов и напряжений транзистора Т11 и диода Д2 и тока в дросселе Др1.

Рассмотрим принцип действия схемы рис. 5.26. На вход стабилизатора подается пос







Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.