Добър ден. Днешната ми публикация е за стабилизатори на напрежението. Какво е? На първо място, всяка електронна схема се нуждае от източник на захранване, за да работи. Източниците на енергия са различни: стабилизирани и нестабилизирани, постоянен токи променлив ток, импулсен и линеен, резонансен и квазирезонансен. Такова голямо разнообразие се дължи на различните схеми, от които ще работят електронните схеми. По-долу е дадена сравнителна таблица на вериги за захранване.

За хранене електронни схеми, които не изискват висока стабилност на постояннотоковото захранващо напрежение или висока изходна мощност, е препоръчително да се използват прости, надеждни и евтини линейни източници на напрежение. Основата на всеки линеен източник на напрежение е параметричен регулатор на напрежението. Основата на такива устройства е елемент с нелинейна характеристика ток-напрежение, при който напрежението на електродите зависи малко от тока, протичащ през елемента. Един от тези елементи е ценеров диод.

ценеров диодпредставлява специална група, чийто режим на работа се характеризира с обратен клон на характеристиката ток-напрежение в зоната на повреда. Нека разгледаме по-подробно характеристиката ток-напрежение на диода.

Принципът на действие на ценеровия диод

Когато диодът е включен в посока напред (анод - "+", катод - "-"), тогава той свободно започва да пропуска ток при напрежение U тогава, а когато е включен в обратна посока (анод - “-”, катод - “+”), само ток I обр, която има стойност от няколко µA. Ако увеличите обратно напрежение U обрна диода до определен U arr.max стойностище настъпи електрическа повреда на диода и ако токът е достатъчен, тогава ще настъпи термична повреда и диодът ще се повреди. Диодът може да бъде накаран да работи в зоната на електрически пробив чрез ограничаване на тока, който преминава през диода (напрежението на пробив за различните диоди е 50 - 200 V).

Ценеровият диод е проектиран по такъв начин, че неговата характеристика ток-напрежение в областта на пробив е силно линейна, а напрежението на пробив е сравнително постоянно. По този начин можем да кажем, че стабилизирането на напрежението от ценеров диод се извършва по време на неговата работа. на задния клонхарактеристики ток-напрежение, в същата област прав клонЦенеровият диод се държи подобно на обикновения диод. Ценеровият диод е обозначен както следва

Основните параметри на ценеровия диод

Помислете за основните ценерови параметриспоред неговата волт-амперна характеристика.

Стабилизиращо напрежение U stопределя се от напрежението на ценеровия диод по време на потока стабилизационен ток I ст. В момента се произвеждат ценерови диоди със стабилизиращо напрежение от 0,7 до 200 V.

Максимално допустимият постоянен стабилизиращ ток I st.maxограничено по стойност максимално допустима разсейвана мощност P max, което от своя страна зависи от температурата околен свят.

Минимален стабилизиращ ток I ст.минсе определя от минималната стойност на тока през ценеровия диод, при която работоспособността на устройството все още е напълно запазена. Между стойностите на I st.max и I st.min, волт-амперната характеристика на ценеровия диод е най-линейна и стабилизиращото напрежение се променя леко.

Диференциално съпротивление на ценеров диод r ST- стойността, определена от съотношението на увеличението на стабилизиращото напрежение на устройството ΔU CT към малкото увеличение на стабилизационния ток, което го е причинило Δi CT .

Ценеров диод, свързан в посока напред, като конвенционален диод, се характеризира със стойностите постоянен постоянно напрежение U prи максимално допустим прав ток I пр.макс.

Параметричен стабилизатор

Основната схема за включване на ценеров диод, която е верига параметричен стабилизатор, както и източник на референтно напрежение в други видове стабилизатори е даден по-долу.

Тази схема е делител на напрежение, състоящ се от баластно съпротивление R1 и ценеров диод VD, успоредно на който е свързано съпротивлението на натоварване R N. Такъв стабилизатор на напрежението осигурява стабилизиране на изходното напрежение, когато захранващото напрежение U P и токът на натоварване I N се променят.

Обмисли принцип на работана тази схема. Увеличаването на напрежението на входа на стабилизатора води до увеличаване на тока, който преминава през резистора R1 и ценеровия диод VD. Поради своята характеристика на напрежение напрежението на ценеровия диод VD практически няма да се промени и съответно напрежението при съпротивлението на натоварване R n също. Така почти цялата промяна на напрежението ще бъде приложена към резистора R1. По този начин е доста лесно да се изчислят необходимите параметри на веригата.

Изчисляване на параметричния стабилизатор.

Първоначалните данни за изчислението за изчисляване на най-простия параметричен стабилизатор на напрежението са:

входно напрежение U0;

изходно напрежение U1= U st - стабилизиращо напрежение;

изходен ток IH= IST;

Например вземете следните данни: U0 = 12 V, U1 = 5 V, I H = 10 mA = 0,1 A.

1. Според стабилизиращото напрежение избираме ценеров диод от типа BZX85C5V1RL (U st = 5,1 V, диференциално съпротивление r st = 10 Ohms).

2. Определете необходимото баластово съпротивление R1:

3. Определете коефициента на стабилизация:

4. Определете ефективността

Увеличаване мощността на параметричния стабилизатор

Максималната изходна мощност на най-простия параметричен регулатор на напрежение зависи от стойностите на I st.max и P max на ценеровия диод. Мощността на параметричния стабилизатор може да се увеличи, ако като управляващ компонент се използва транзистор, който ще действа като DC усилвател.

Паралелен стабилизатор

Схема на PSN с паралелно свързване на транзистор

Веригата е емитер последовател, съпротивлението на натоварване R H е свързано паралелно с транзистора VT. Баластният резистор R1 може да бъде включен както в колекторната, така и в емитерната верига на транзистора. Товарното напрежение е

Схемата работи по следния начин. С увеличаване на тока през резистора R H и съответно напрежението (U1 \u003d U CT) на изхода на стабилизатора, напрежението база-емитер (U EB) и колекторният ток I K се увеличават, тъй като транзисторът работи в областта на усилване. Увеличаването на тока на колектора води до увеличаване на спада на напрежението в баластния резистор R1, което компенсира увеличението на напрежението на изхода на стабилизатора (U1 = U CT). Тъй като токът I ST на ценеровия диод е едновременно базовият ток на транзистора, очевидно е, че токът на натоварване в тази верига може да бъде h 21e пъти по-голям от най-простата схемапараметричен стабилизатор. Резисторът R2 увеличава тока през ценеровия диод, осигурявайки неговата стабилна работа при максималната стойност на коефициента h21e, минималното захранващо напрежение U0 и максималния ток на натоварване I H.

Коефициентът на стабилизация ще бъде равен на

където R VT е входният импеданс на емитерния повторител

където Re и R b са емитерното и базовото съпротивление на транзистора.

Съпротивлението Re зависи значително от емитерния ток. С намаляване на емитерния ток съпротивлението Re нараства бързо и това води до увеличаване на R VT , което влошава стабилизиращите свойства. Намаляването на стойността на Re може да се постигне чрез използването на мощни транзистори или комбинирани транзистори.

Сериен стабилизатор

Параметричен стабилизатор на напрежението, чиято схема е представена по-долу, е емитер последовател на VT транзистор с последователно свързано товарно съпротивление R H . Източникът на еталонното напрежение в тази схема е ценеровият диод VD.

Схема на PSN със серийно свързване на транзистора

Изходно напрежение на стабилизатора:

Схемата работи по следния начин. С увеличаване на тока през резистора R H и съответно напрежението (U1 \u003d U ST), на изхода на стабилизатора, напрежението на отваряне UEB на транзистора намалява и неговият базов ток намалява. Това води до повишаване на напрежението на прехода колектор-емитер, в резултат на което изходното напрежение практически не се променя. Оптималната стойност на еталонния ток на ценеров диод VD се определя от съпротивлението на резистора R2, включен в захранващата верига U0. При постоянна стойност на входното напрежение U0 базовият ток на транзистора I B и токът на стабилизация са свързани помежду си чрез връзката I B + I ST = const.

Коефициент на стабилизиране на веригата

където R k е съпротивлението на колектора на биполярния транзистор.

Обикновено kST ≈ 15…20.

Коефициент на стабилизация на параметричен стабилизаторнапрежението може да се увеличи значително чрез въвеждане на отделен допълнителен източник с U'0 > U1 в неговата верига и използване на композитен транзистор.

PSN схема с композитен транзистор и ценеров диод, захранван от отделен източник на напрежение

Теорията е добра, но теория без практика е просто разтърсване на въздуха.

НАПРЕЖЕНИЕ И ТОК

5.1. ГЛАВНА ИНФОРМАЦИЯ

За нормална операциякомуникационни устройства, е необходимо захранващото напрежение или ток, консумирани от тези устройства, да бъдат постоянни. И напрежението или тока на изхода на токоизправители, преобразуватели постоянно напрежениеили батериите се променят във времето в широк диапазон под въздействието на дестабилизиращи фактори: колебания в захранващото напрежение и промени в товара на изхода на токоизправителя, както и промени в температурата на околната среда, намаляване на напрежението на батериите по време на тяхното освобождаване от отговорност и др.

Напрежението на индустриалните променливотокови мрежи, захранващи токоизправители, съгласно GOST 5237-69, може да варира в рамките на -15 ... + 5% номинална стойност. И за нормалната работа на комуникационните устройства, промяната в напрежението или тока на захранването не трябва да надвишава 5 ... 0,1% от номиналната му стойност.

Стабилизаторите се използват за намаляване на влиянието на дестабилизиращите фактори. Стабилизатор на напрежение или токУстройство се нарича устройство, което автоматично поддържа постоянно напрежение или ток на товар с определена степен на точност при промяна на дестабилизиращите фактори.

Въздействието на дестабилизиращите фактори може да настъпи във времето както бавно, така и много бързо - рязко. Следователно стабилизаторите трябва да действат автоматично.

В зависимост от вида на стабилизираното напрежение или ток, стабилизаторите се разделят на стабилизатори на постоянно напрежение (ток) и стабилизатори AC напрежение(текущ). Според метода на стабилизиране те се делят на параметрични, компенсационни и импулсни.

Понастоящем най-често се използват компенсиращи стабилизатори на напрежение (ток) на полупроводникови устройства, които от своя страна са разделени според характеристиките, дадени по-долу.

Според начина на включване на регулиращия елемент и товара: с последователно и паралелно свързване. Според режима на работа на регулиращия елемент: с непрекъснато и импулсно регулиране.

Качеството на стабилизатора се характеризира с коефициенти на стабилизация, които показват колко пъти относителната промяна на изходното напрежение (ток) е по-малка от относителната промяна на входното напрежение:

При аз nom = const.

,

д Uв = Uвход макс-Uвход мин,

д Uизвън = Uнавън. макс-Uнавън. мин,

д азв = азвход макс-азвход мин,

д азизвън = азнавън. макс-азнавън. мин.

Важен параметър на стабилизатора е температурният коефициент за напрежение TKN, или g n, който показва промяната на изходното напрежение с промяна на температурата на околната среда при постоянно входно напрежение (U in = const) и ток на натоварване (I n = const).

Енергийният индикатор за качеството на стабилизатора е ефективност (h), равна на съотношението на активната мощност, дадена от стабилизатора на товара, към активната мощност, консумирана от стабилизатора от мрежата: h = P out / P in .

Вътрешно съпротивление на стабилизатора r i, е равно на отношението на увеличението на изходното напрежение D Uнавън, за да заредите текущото увеличение D аз n при постоянно входно напрежение U in = const, r i= D Uнавън /D азн.

в стабилизатори на напрежение вътрешно съпротивлениеможе да достигне хилядни от ома.

5.2. ПАРАМЕТРИЧНИ СТАБИЛИЗАТОРИ

Параметричентакъв стабилизатор се нарича, при който стабилизирането на напрежението (тока) се извършва чрез използване на свойствата на нелинейните елементи, които съставляват неговия състав. В параметричните стабилизатори дестабилизиращият фактор (промяна във входното напрежение или тока на натоварване) влияе директно върху нелинейния елемент, а промяната в изходното напрежение (или ток) спрямо зададената стойност се определя само от степента на нелинейност на ток-напрежението на нелинейния елемент.

Параметричен стабилизатор на променливотоково напрежение върху индуктор с наситена сърцевина.Параметричната стабилизация на променливото напрежение се извършва с помощта на елементи, които имат нелинейна характеристика на напрежението за променлив ток. Такава характеристика (фиг. 5.1) има дросел, работещ в режим на насищане на магнитната верига. Работният участък на дроселовата характеристика е нелинеен участък абсъответстваща на наситеното състояние на магнитния проводник.

Във веригата на стабилизатора наситен дросел L2включен паралелно с товара З n (фиг. 5.2). Като баластно съпротивление се използва дросел Л 1, работещи в режим на насищане на магнитната верига и имащи линейна характеристика на тока и напрежението.

Принципът на действие на схемата е следният. С увеличаване на променливотоковото напрежение на входа на стабилизатора Uизходен променлив ток ще увеличи изходното напрежение U AC изход при натоварване и дросел на баластната линия Л 1. Токът през наситения индуктор ще се повиши рязко. Но в същото време напрежението пада на дросела Л 1 покачване, докато сте на газ Л 2 и натоварване З n ще се увеличи леко. С намаляване на входното напрежение процесите на стабилизиране протичат по подобен начин.

Предимства на такъв стабилизатор:

простота на устройството;

голям диапазон на работно напрежение

недостатъци:

ниска ефективност (0,4 ... 0,6), тъй като стабилизаторите работят при високи токове;

нисък фактор на мощността - 0,6;

нисък коефициент на стабилизиране поради високо динамично съпротивление Рд ( Да сеул<10);

изкривяване на формата на кривата на променливотоковото напрежение върху товара;

голямо тегло и размери.

5.3. ФЕРОРЕЗОНАЛЕН СТАБИЛИЗАТОР

ПРОМЕНЛИВО НАПРЕЖЕНИЕ

В ферорезонансен регулатор в паралел с наситен дросел Л 2 включете кондензатора ОТ(фиг. 5.3). Резонансна честота на веригата Л 2° Сблизка до честотата на стабилизираното променливо напрежение, но не равна на нея.

Принципът на работа на ферорезонансен регулатор на променливотоково напрежение може да се обясни с помощта на характеристиките на токовото напрежение на индуктора Л 2 и кондензатор ОТпоказано на фиг. 5.4. Чрез геометрично добавяне на напрежения U L2 и U Cполучаваме кривата на напрежението на веригата Л 2° С. При ниско входно напрежение индукторът е ненаситен, неговата индуктивност е голяма и полученият ток има капацитивен характер (0 вна фиг. 5.4). При резонанс на токовете във веригата Л 2° С(точка в) резултатен ток през веригата Л 2° Сще бъде равно на нула. При по-нататъшно увеличаване на входното напрежение токът през веригата има индуктивен характер (раздел wb). В този раздел на характеристиките, с рязко увеличение на тока, напрежението във веригата и следователно върху товара се променя леко.

За да се подобрят качествените показатели на стабилизатора, веригата на ферорезонансния стабилизатор е допълнена с друга индукторна намотка. Той се намира на магнитната верига на ненаситен дросел L1(фиг. 5.5). Компенсационна намотка на дросел Лда се включи, така че спадът на напрежението върху него да е насочен обратно на напрежението във веригата U L 2C. В този случай полученото напрежение на изхода ще бъде сумата от напреженията във веригата и компенсационната намотка Uвие x.lane = L L 2 C+Uк. Следователно промяната в изходното напрежение D Uти x.lane =D U L 2 C+D U k ще бъде по-малко от взетото само от контура L2C. Дросел L2свързан като повишаващ автотрансформатор за намаляване на капацитета на кондензатора ОТи получаване на повече напрежение на изхода на стабилизатора.

Предимства на ферорезонансните стабилизатори:

висока ефективност (0,85…0,9) и фактор на мощността (до 0,9);

коефициент на стабилизиране на високо напрежение (до 40);

широк диапазон на мощността;

дълъг експлоатационен живот;

простота на устройството и надеждност на работа;

устойчивост на механични натоварвания.

недостатъци:

значителна промяна на изходното напрежение от промяна на входното напрежение в резултат на зависимостта на реактивните съпротивления от честотата;

наличието на електромагнитни смущения (големи разсеяни полета на индуктивности);

големи размери и тегло;

изкривяване на формата на стабилизираното напрежение върху товара.

5.4. РЕГУЛАТОРИ НА DC НАПРЕЖЕНИЕ

В параметричните стабилизатори на постоянно напрежение като линейни елементи се използват резистори, а като нелинейни елементи се използват полупроводникови (силициеви) ценерови диоди и полупроводникови стабистори.

силициев ценеров диоде планарен диод. Неговата характеристика ток-напрежение е показана на фиг. 5.6, а. Работната част на характеристиката е обратният клон в региона

повреда, при която леко увеличение на напрежението причинява значително увеличение на тока през ценеровия диод. Въпреки това, електрическият срив на прехода не поврежда ценеровия диод. По този начин, ако ценеровият диод е включен в обратна посока, тогава със значителни промени в тока, протичащ през него (от азул миндо I ст макс) напрежението върху него остава почти постоянно. Ако обратното напрежение на ценеровия диод надвишава допустимото, мощността, освободена в ценеровия диод, надвишава допустимото. В резултат на това в този случай електрическият пробив се превръща в термичен и след това p-n преходът се разрушава необратимо.

Стабистор- полупроводниково устройство, напрежението на което в посока напред се променя леко със значителни промени в тока, протичащ през него. Стабисторът е включен в стабилизиращата верига в посока напред.

Схематична диаграма на параметричен стабилизатор на напрежение на VD ценеров диод е показана на фиг. 5.7. Съпротивление на баластния резистор Р b е избран така, че спадът на напрежението върху него да е (0,5 ... 3) Uн.

С увеличаване на напрежението на входа на стабилизатора Uвходно напрежение на изхода му Uнавън, т.е. при натоварване Р n има тенденция да се увеличава. Но леко увеличение на напрежението D U st на ценеров диод VDпредизвиква рязко увеличаване на тока през него. Това увеличава спада на напрежението в баластния резистор. Р b, и напрежението при товара Р n се променя леко. Увеличение на напрежението на входа на стабилизатора D Uвходът се разпределя между промяната на напрежението на баластния резистор D U R b в ценеров диод D Uул.: Д Uв -Д U R b + D UИзкуство. Тъй като съпротивлението на баластния резистор Р b много повече от съпротивлението на ценеровия диод Рд ( Р b >> Рд), тогава почти цялата промяна на входното напрежение се разпределя към съпротивлението на ценеровия диод Ри напрежението на товара остава стабилно.

Ефективността на такъв ценеров диод не надвишава 30%, а коефициентът на стабилизация Да се st =50. За да се получи по-голям коефициент на стабилизация, се използва каскадно свързване на ценерови диоди, но в същото време ефективността на стабилизатора рязко намалява. За да се получи напрежение, по-голямо от параметрите на един ценеров диод, те се свързват последователно (фиг. 5.8, b).

С повишаване на температурата на околната среда за силициевите ценерови диоди обратният спад на напрежението се увеличава, а спадът на напрежението в посока напред намалява. Следователно силиконовите ценерови диоди, свързани в обратна посока, имат положителен температурен коефициент на напрежение TKV, а същите ценерови диоди, свързани в права посока, имат отрицателен TKV. За термична компенсация диод с отрицателен TKN е свързан последователно с ценеровия диод или ценеров диод в посока напред, който има отрицателен TKN (фиг. 5.8). За да компенсирате напълно положителния TKN на един ценеров диод, е необходимо да включите няколко ценерови диода в посока напред, които имат отрицателен TKN.

Параметричните стабилизатори на постоянно напрежение на силициевите ценерови диоди имат следните недостатъци:

малка допустима мощност в товара (0,5 ... 3 W),

нисък коефициент на стабилизация (до 30);

висок изходен импеданс на стабилизатора (6 ... 20 ома);

зависимост на параметрите на ценеровия диод от температурата;

ниска ефективност (до 30%).

Поради тези недостатъци параметричните стабилизатори на базата на силициеви ценерови диоди се използват за стабилизиране на захранващото напрежение на възлите на спомагателното комуникационно оборудване, където не се изискват висококачествени показатели.

Предимства: простота на схемата, малки размери и тегло.

Параметричните стабилизатори, базирани на силициеви ценерови диоди, се използват широко в компенсиращи стабилизатори на напрежение като източници на еталонно напрежение.

В двустепенен параметричен стабилизатор, чиято схема е показана на фиг. 5.8, b, изходен етап, състоящ се от ценеров диод VD 1 и охлаждащ резистор Р b2, захранван от предварителен стабилизатор, направен на ценерови диоди VD 2, VD 3 и резистор Р b1. Коефициентът на стабилизация на такава верига е равен на произведението на коефициентите на стабилизация на отделните стъпала.

Параметрични постояннотокови стабилизаторисе извършва върху нелинейни елементи, чийто ток зависи малко от приложеното към тях напрежение. Като такъв елемент се използва транзистор с полеви ефекти или MOSFET от обеднен тип. От характеристиките на тези транзистори, показани на фиг. 5.9, може да се види, че при постоянно напрежение порта-източник, изтичащият ток се променя леко с промяна в напрежението изтичане-източник.

На фиг. 5.10 показва диаграма на параметричен DC стабилизатор на транзистор с полеви ефекти с късо участие на порта-източник. Транзистор последователно с товарно съпротивление Рн.

Недостатъкът на тази схема е невъзможността за точно задаване на стойността на стабилизирания ток поради разпространението на параметрите на транзисторите с полеви ефекти. Но чрез включване на автоматичен преднапрегнат резистор във веригата на източника (фиг. 5.11), можете да изградите регулируем токов стабилизатор.

Стабилизаторите на ток се използват в параметричните стабилизатори на постоянно напрежение за стабилизиране на входния ток. Включва се вместо устойчивост на закаляване (фиг. 5.12), което увеличава коефициента на стабилизация. Когато входното напрежение се промени, входният ток, токът на стабилизатора и, следователно, изходното напрежение се променят леко. Използването на транзисторен регулатор на тока вместо охлаждащ резистор позволява да се повиши ефективността на параметричния регулатор на напрежението, тъй като той работи при по-ниски стойности на входното напрежение.

5.5. КОМПЕНСАЦИОННИ СТАБИЛИЗАТОРИ

DC НАПРЕЖЕНИЕ С НЕПРЕКЪСНАТО РЕГУЛИРАНЕ

Компенсационни стабилизатори на напрежението с непрекъснато регулиранеса системи за управление със затворен цикъл или системи за управление по отклонение. Те се изпълняват съгласно блоковите схеми, показани на фиг. 5.13.

Изходното напрежение се измерва от измервателния елемент и се сравнява с еталонното напрежение във веригата за сравнение (CC). Когато изходното напрежение се отклонява от зададената стойност, на изхода SS се генерира сигнал за грешка, който се усилва от усилвателя (U) и се подава към управляващия елемент (RE). Под въздействието на сигнала за несъответствие вътрешното съпротивление на RE се променя и следователно падането на напрежението върху него. Промяната на напрежението на RE компенсира отклонението на изходното напрежение Uизвън зададената стойност с определена степен на точност. Така в края на процеса на стабилизиране изходното напрежение ще се стабилизира:

Uизвън = Uв + U R e \u003d const.

Принципна схема на компенсиращ стабилизатор на постоянно напрежение с последователно свързване на RE и товар Р n е показано на фиг. 5.14. Функциите на CC се изпълняват от мост, състоящ се от резистори R2, R3, R4и ценеров диод VD1. Функция на усилвателя - транзистор VT2, RE функция - транзистор VT1. Референтното напрежение е стабилизиращото напрежение на ценеровия диод VD1, който заедно с резистора R2образува параметричен стабилизатор на постоянно напрежение. Захранва се от изходното напрежение на стабилизатора, който се прилага към диагонала на моста ( аб). Секцията емитер-база на транзистора е свързана с другия диагонал на моста VT2(вход на усилвател). Резистор R1е натоварването в колекторната верига на усилвателя VT2.

Стабилизиране на напрежението Uизход на товара се извършва по следния начин. Да приемем, че напрежението на входа на стабилизатора U vx намаля. Изходно напрежение Uмощността на стабилизатора първо също ще намалее. В резултат на това спадът на напрежението върху резистора ще намалее. R4следващ делител R3, R4. Това е спад на напрежението U2в сравнение с референтното напрежение на ценеровия диод VD1и отива към основата на транзистора VT2. Емитер потенциал VT2остава непроменена, тъй като се определя от референтното напрежение U оп. Следователно положителният потенциал на основата VT2ще намалее, което ще доведе до намаляване на колекторния ток VT2, което води до намаляване на падането на напрежението върху резистора R1и базовия потенциал на транзистора VT1относно колектора. Потенциална разлика между база и емитер VT1стана повече. В резултат на това съпротивлението на секцията емитер-колектор на регулиращия транзистор ще намалее VT1и спада на напрежението върху него и напрежението върху товара Рще се възстанови приблизително до номиналната стойност.

Веригата на компенсационния стабилизатор с последователно свързване на регулиращия транзистор и товара има висок коефициент на стабилизация Да се st.n напрежение и ниско изходно съпротивление само при малък ток на натоварване (не повече от 10 mA). Причината за ниската стабилизация в тази схема е тази в регулиращия транзистор VT1с промяната на входното напрежение се променя и базовият ток азб.р., което води до намаляване на качеството на стабилизация.

За увеличаване на коефициента на стабилизиране на напрежението Да се st.n е необходимо колекторният ток азк.у VT2беше много повече от базовия ток аз b2 ( аз c.u. >> 10 азб.р.).

Когато това условие е изпълнено, напрежението пада на резистора R1определя се главно от колекторния ток на усилвателя VT2 I c.u., и промяната в базовия ток аз b.r сега ще зависи от спада на напрежението на резистора R1. Изпълнение на условието аз c.u. >> 10 аз b.r се постига чрез използване на композитен управляващ транзистор и захранване на усилвателя от отделен стабилизиран източник на захранване.

Схематична диаграма на захранването на усилвателя от отделен стабилизиран източник е показана на фиг. 5.15. Ето мощността на усилвателя VT3извършва се от сумата от стабилизирани напрежения Uизвън + U VD2. Волтаж U VD2, стабилизиран от параметричен стабилизатор на VD2и баластно съпротивление R3, получени от отделен източник Uв2.

В компенсационния стабилизатор на постоянно напрежение е възможно да се регулира изходното напрежение Uнавън. Това става чрез промяна на съпротивлението на променливия резистор R4. Чрез промяна на напрежението в основата на усилващия транзистор можете да промените неговия колекторен ток аз k.u., и следователно, спадът на напрежението от този ток през резистора R1, в резултат на което съпротивлението на прехода емитер-колектор на регулиращия транзистор се променя. В резултат на това стабилизираното напрежение ще се промени Uв определени граници.

За стабилизиране на параметрите на усилвателя при промяна на температурата на околната среда се използва диференциален DC усилвател във веригите на компенсационните стабилизатори.

Схематична диаграма на такъв емитерно-свързан усилвател е показана на фиг. 5.16. Усилвателят е свързан към изходното напрежение на стабилизатора Uвих.ст. За един вход U input2 част от напрежението се подава от изхода на стабилизатора през проследяващия делител R5, R6. Към друг вход на усилвател U input1 референтното напрежение се подава от ценеровия диод VDи резистор R1.

Промяната в температурата на околната среда причинява промяна в колекторните токове на транзисторите VT1и VT2. И тъй като тези транзистори са свързани с общ резистор в емитерната верига R3, увеличаването на колекторния ток на един от транзисторите води до намаляване

колекторен ток на другия. В резултат на това токът през резистора R3и изходното напрежение на усилвателя Uизходите се променят леко. В DC ​​диференциален усилвател температурният дрейф на напрежението емитер-база на транзисторите се компенсира VT1и VT2.

Принципна схема на полупроводников регулатор на напрежението с паралелно свързан транзистор е показана на фиг. 5.17. Състои се от регулиращ транзистор VT1, баластно съпротивление R b, усилващ елемент на транзистор VT2и резистор R3, източник на референтно напрежение (ION) VD1и Р b1, делител на напрежението R1, RP, R2, допълнителен източник U 0 и Р b2, VD2за захранване на усилващия елемент на веригата и изходния капацитет ОТ.

Стабилизирането на напрежението се извършва по следния начин. С увеличаване на входното напрежение изходното напрежение започва да се увеличава. Uнавън. Спадът на напрежението върху резистора също ще се увеличи. R2 U out2 . Базовият потенциал ще стане по-отрицателен по отношение на емитера. Усилващ транзистор колекторен ток VT2ще нарастне. Това ще доведе до увеличаване на спада на напрежението през резистора. R3. В резултат на това отрицателният потенциал в основата на регулиращия транзистор ще се увеличи. VT1, което ще увеличи тока на колектора аз k1 и ще предизвика растеж общ токсхема аз 1 = аз k1 + азн. И следователно, спадът на напрежението върху баластния резистор ще се увеличи Р b, което ще доведе до намаляване на напрежението на изхода на стабилизатора до първоначалната му стойност. Изходното напрежение се регулира променлив резистор RP.

Основните предимства на стабилизаторите с паралелно свързване на RE в сравнение със стабилизаторите с последователно свързване на RE: постоянен входен ток с промени в съпротивлението на натоварване (при постоянно входно напрежение) и нечувствителност към късо съединение на изхода.

Недостатък: ниска ефективност.

Структурна схема на DC компенсиращ стабилизатор с последователно свързване на RE е показана на фиг. 5.18. Напрежението на измервателния елемент IE зависи линейно от изменението на тока на натоварване азн. Принципът на действие на схемата е следният. При промяна на съпротивлението на натоварване Р n товарният ток започва да се променя аз n какво причинява промяната; спад на напрежението в IE. Напрежението на IE се сравнява с еталонното напрежение и тяхната разлика се подава към входа на DC усилвателя UPT, усилва се и действа върху контролния елемент на RE.

Съпротивлението на регулиращия елемент се променя така, че отклонението на тока на натоварване се компенсира аз n от номиналната стойност.

Принципната схема на стабилизатора на компенсационния ток е показана на фиг. 5.19. Тук функцията на измервателния елемент се изпълнява от резистора R4. Да приемем, че съпротивлението на натоварване е намаляло. Ток на натоварване аз n увеличен, спадът на напрежението през резистора R4също се увеличи. В резултат на това положителният потенциал в основата на усилващия транзистор VT3се увеличава. Емитер потенциал VT3, определено от източника на еталонно напрежение на стабилизатора VD1, Няма да се промени. Колекторен ток VT3и спада на напрежението върху резистора R1увеличаване, понижаване на потенциала на основата на композитния транзистор на регулиращия елемент VT1, VT2. Базовият ток на композитния транзистор намалява. Падане на напрежението през прехода емитер-колектор на транзистора VT1се увеличава, намалявайки напрежението в съпротивлението на товара Рн. Полученото увеличение на тока се компенсира и поддържа на дадено ниво с определена степен на точност. Стабилизирането на тока, протичащ през променящото се съпротивление на товара, се извършва чрез автоматична промяна на напрежението, приложено към това съпротивление.

5.6. КОМПЕНСАЦИОНЕН СТАБИЛИЗАТОР

ПРОМЕНЛИВО НАПРЕЖЕНИЕ

За стабилизиране на променливото напрежение се използват феромагнитни устройства като регулаторен елемент, чието съпротивление е променлив токварира в зависимост от постоянния ток, генериран от веригата за обратна връзка.

Най-простият функционален верига на регулатора на компенсационното напрежениепоказано на фиг. 5.20. Променливо отклонение на изходното напрежение U vyh.per от номиналната стойност се измерва от измервателния елемент IE и се сравнява с еталонното напрежение. Сигналът за несъответствие, получен в резултат на сравнението, се усилва от DC усилвателя UPT. Усилен ток аз y влиза в управляващата намотка на ОС на реактора за насищане на ракетата-носител и променя степента на намагнитване на магнитната верига на ракетата-носител. Това променя съпротивлението работеща намотка RO към променлив ток и следователно спада на напрежението върху него, което компенсира отклонението на ефективното или амплитудното изходно напрежение от номиналната стойност. UPT се захранва от отделен VSV токоизправител.

Предимства на регулатор на променливо напрежение с реактор за насищане:

висок коефициент на стабилизация (няколкостотин);

висока ефективност (0,9);

ниска чувствителност към промени в честотата на входното напрежение.

недостатъци:

голямо тегло и размери;

голяма инерция на реакция: отклонението на изходното напрежение се компенсира за десетки-стотици милисекунди след появата на отклонението;

силно изкривяване на формата на кривата на изходното променливо напрежение, при което преобладава третият хармоник;

голяма разлика между входно и изходно напрежение.

Топ изпълнениеКачеството на стабилизиране на променливотоковото напрежение може да се постигне чрез използване на трансформатори и автотрансформатори с преразпределение на напрежението като контролен елемент. В тях мощността е разделена на регулируема и нерегулирана. В тях се стабилизира напрежението само на тази част от потока мощност, която е свързана с промяна на входното напрежение U в. Следователно регулиращият елемент на такъв стабилизатор се изпълнява при ниска мощност, която се определя от тока на натоварване и промяната на входното напрежение Uвход

Трансформаторът за споделяне на напрежение (TrPN) има три отделни магнитни вериги а, b, с(фиг. 5.21). На две магнитни вериги ( аи b) има управляващи намотки Ул аи У 1 b, предназначени да променят степента на отклонение в зависимост от постоянните напрежения, подавани към тях Uг аи Uг b.

Основният поток на мощност се предава от ненаситен трансформатор по магнитна верига с. Трансформатори с магнитна сърцевина аи bпроектиран да променя напрежението. Първичните намотки са свързани последователно и паралелно на първичната намотка. У 1 трансформатор на магнитната сърцевина спредаване на основния енергиен поток. Всички вторични намотки на трансформатори У 2 а, У 2 bи У 2 ° Ссвързани помежду си последователно. Освен това намотката У 2авключени противоположно на намотките У 2 ° Си У 2 b.

Напрежението на изхода на такова устройство е равно на геометричната сума на напреженията, взети от всички вторични намотки У 2 а, У 2 ° С:

Uизвън = U 2а + У 2b + У 2° С .

Тъй като изходното напрежение се увеличава Uизход на нарастване на напрежението на намотката D U 2 а, Д U 2 b, Д U 2 ° С. За да се намали отклонението на изходното напрежение D Uтрябва да увеличите |D U 2 а| и намаляване |D U 2 b|. И за това, степента на намагнитване на магнитната верига атрябва да се намали, а магнитната верига b- нараства. Това се прави с помощта на схема за управление.

Същият регулиращ елемент може да бъде автотрансформатор с преразпределение на напрежението (ATrPN).

5.7. КОМПЕНСАЦИОННИ СТАБИЛИЗАТОРИ

НА МИКРОВЕРИГА

Понастоящем индустрията произвежда интегрални компенсационни DC стабилизатори на напрежение с непрекъснато регулиране от серия K142EN от три групи:

1. К142ЕН1; K142EN2; K142EN2A; KN2EN2B и K142ENZ; K142EN4 - с регулируемо изходно напрежение от 3 до 30 V.

2. К142ЕН5; K142EN5A; K142EN5B - с фиксирано изходно напрежение 5 и 6 V.

4. K142EN6 - с биполярно регулируемо изходно напрежение от 5 до 15 V.

Предимства на интегралните DC стабилизатори на напрежение от компенсационен тип с непрекъснато регулиране:

висок коефициент на стабилизиране ( К st.n > 1000);

нисък изходен импеданс ( Рнавън. мин. £ 10 - 4 Ohm);

инерция на работа;

висока надеждност;

без намеса.

недостатъци:

необходимостта от използване на радиатори, които увеличават размера и теглото;

ниска ефективност (0,4 ... 0,5).

Най-често се използват стабилизатори K142EN1 и K142EN2. В допълнение към основното им предназначение, те се използват като активни изглаждащи филтри, токови стабилизатори, прагови устройства, защитни устройства и др.

На фиг. 5.22 показва диаграма на интегриран компенсационен стабилизатор и един от начините за включването му. Регулиращият елемент на стабилизатора е направен на композитен транзистор VT4, VT3. Източникът на референтното напрежение е параметричен стабилизатор на ценеров диод VD1. Референтно напрежение от ценеров диод VD1влиза на входа на емитерния повторител на транзистора VT5и резистори R1, R2. С термокомпенсиращ диод VD2и резистор R2към входа на транзистора VT6се подава постоянно напрежение. Транзистор VT6свързан по схемата на емитерния последовател, чийто товар е резисторът R3. Резисторно напрежение R3постоянно и равно на напрежението на резистора R2. DC усилвател е направен на транзистори VT7и VT2. Транзистор с полеви ефекти VT2е колекторното натоварване на транзистора VT7. Транзистор VT2има голямо диференциално съпротивление, което увеличава DC печалбата и намалява ефекта от промените във входното напрежение върху изхода.

Във веригата е включен транзистор за защита на стабилизатора от късо съединение и претоварване. VT9. Изключването на стабилизатора може да се извърши с помощта на транзистор VT8. За да работи стабилизаторът, трябва да свържете разделител за обратна връзка към веригата R8, R9, който има с източника на референтно напрежение образува управляваща верига. Освен това резисторите на защитната верига трябва да бъдат свързани към веригата. R5-R7и изходен кондензатор ОТ.

Схемата работи по следния начин. С увеличаване на входното напрежение, изходното напрежение също се увеличава. Uнавън. Повишено напрежение в долната част на ръката R9 U R 9 и оттам положителния потенциал в основата на транзистора VT7ще нарастне. Неговият базов и колекторен ток ще се увеличат. Спадът на напрежението върху товара на транзистора ще се увеличи VT7, т.е. на VT2, което ще доведе до намаляване на токовете на основата на регулиращия елемент VT3, VT4, които затварят, и напрежението колектор-емитер на транзистора VT4се увеличава. Това води до намаляване на изходното напрежение до първоначалната му стойност. Изходното напрежение във веригата се регулира от променлив резистор R8.

Защитата на стабилизатора срещу късо съединение и претоварване се осъществява чрез заключване на композитния управляващ транзистор. В нормален режим и с малки токови претоварвания напрежението през резистора R7(сензор за ток) по-малко напрежение през резистора R5. транзисторна основа VT9- отрицателен потенциал по отношение на излъчвателя си. Транзистор VT9затворен. При значителни претоварвания и късо съединениенапрежение на резистора R7се увеличава. И веднага щом напрежението на резистора R7надвишава напрежението на резистора R5, транзистор база потенциал R9става положителен по отношение на своя излъчвател. Транзистор VT9се отваря, а базовият и колекторният ток се увеличават. Увеличаване на тока на колектора VT9води до намаляване на базовите токове на транзисторите VT3, VT4. Те се затварят, токът в веригата на натоварване е ограничен.

Дистанционното изключване на стабилизатора се извършва чрез прилагане на външен положителен сигнал към основата на транзистора VT8. Отваря се и композитният регулиращ транзистор VT3, VT4е заключена. Напрежението на изхода на стабилизатора намалява до нула.

5.8. СТАБИЛИЗАТОРИ НА ИМПУЛСА

Стабилизатор на напрежение (ток), чийто регулиращ елемент работи в режим на периодично превключване, се нарича импулсно регулиран стабилизаторили превключващ стабилизатор (ключ).

Превключващите стабилизатори се разделят на:

според метода на включване на регулиращия елемент - на последователни и паралелни;

според метода на управление (регулиране) - за стабилизатори с широчинно-импулсна модулация - широчинно-импулсна (ШИМ); с импулсно-честотна модулация - честотно-импулсна (ЧИМ);

реле или двупозиционен.

Отличителна чертапревключващи стабилизатори е високата ефективност на стабилизатора като цяло (до 0,9). Това е следствие от импулсния режим на работа на регулирания елемент, при който се освобождава най-значителната част от мощността, загубена на елементите на веригата на стабилизатора. Регулиращият елемент в превключващите стабилизатори е периодично затварящ се и отварящ транзисторен ключ. В режим на превключване транзисторът е в режим на насищане и прекъсване през повечето време. В тези режими мощността, освободена в транзисторите, е малка, тъй като напрежението или токът на транзистора са много малки. И активният режим на превключване е много бърз. Следователно, загубата на мощност на регулиращия елемент е малка.

Принцип на действие превключващ регулатор DC напрежението е както следва. DC входно напрежение Uвход с помощта на регулиращ елемент се преобразува в импулс и се подава към изхода, към товара, също под формата на импулси. Следователно, за да се получи постоянно изходно напрежение в импулсен регулатор, е необходим изглаждащ филтър. Когато продължителността на управляващите импулси се променя, продължителността на импулсите на изходното напрежение се променя съответно и, следователно, средната стойност на напрежението при товара също се променя. Ако сега в управляващата верига се въведе сигнал, който е пропорционален на отклонението на средното напрежение при натоварване от определеното, тогава изходното напрежение ще се стабилизира във веригата.

Блоковата схема на импулсния регулатор на напрежението е показана на фиг. 5.23. Стабилизаторът включва: регулиращ елемент RE, изглаждащ филтър SFи контролна верига, състояща се от сравнителна верига СС, усилвател Прии конвертор П. Веригата за сравнение и усилвателят са същите като при стабилизаторите с непрекъсната компенсация. Като преобразувател се използват генератори на импулси: мултивибратори, тригери.

5.9. СТАБИЛИЗАТОРИ

С ДВУПОЗИЦИОННО РЕГУЛИРАНЕ

При стабилизатори с регулиране на включване и изключване се променя както честотата на работа на ключа, така и продължителността на затвореното му състояние. В този случай управляващият елемент превключва от затворено състояние в отворено състояние и обратно, когато изходното напрежение достигне прага за задействане или освобождаване на серво системата, която управлява работата на управляващия елемент.

Принципна схема на превключващ регулатор на двупозиционно (релейно) напрежение е показана на фиг. 5.24. Той включва следните елементи: регулиращ елемент на композитен транзистор VT11, VT12, филтър ( LCн, VD2), схема за сравнение и DC усилвател ( R1, RP, R2, VDтой, Р G, VT y), тунелен диоден тригер VD tg, транзистор VT4и резистор R8, междинен усилвател ( VT3, R3, R4, R5). Заключването на регулиращия транзистор се извършва с помощта на транзистор VT2. Елементи R6, Рзап, VD1, ОТ zap осигурява надеждно заключване на регулиращия транзистор. Верига R9, C1увеличава честотата на собствените трептения на стабилизатора.

Принципът на действие на схемата е следният. На входа на стабилизатора се прилага постоянно напрежение Uвход Да приемем, че напрежението на изхода на стабилизатора е намаляло до стойност, равна на напрежението на задействане VT4и VD tg. задействан спусък, транзистор VT4се затваря и неговият колекторен ток скача до нула. ток през резистор R5не изтича, положителният потенциал на основата му е намалял и се затваря. ток през R3без изтичане, основен потенциал VT2се издига и VT2затваря. транзистори VT12и VT11отворен, кондензатор ОТ Zap се зарежда през резистор R6, напрежение на входа на филтъра в точки НО, бскача до напрежение Uвход, диод VD2затваря, тъй като потенциалът на неговия катод става положителен. Ток през регулиращия транзистор VT11и индукторът започва да се увеличава и напрежението на изхода на стабилизатора намалява, докато намалее до стойност, равна на тока на натоварване аз n, след което започва да расте.

Тъй като изходното напрежение се увеличава, базовият потенциал VT y става по-положителен и неговият колекторен ток се увеличава. Когато изходното напрежение достигне стойността Uнавън + D U tg / a (където a е коефициентът на пренос на делителя), колекторен ток VT y достига тока на изключване, тригерът се задейства, транзисторът VT4се отваря и токът на неговия колектор ще се увеличи рязко до максимална стойност. транзистори VT3и VT2отворен. Кондензатор ОТ zap се свързва чрез VT2към секцията база-емитер на транзисторите VT12, VT11и се затварят. По това време индукторът се разрежда през диода VD2. Докато токът на индуктора Лповече ток на натоварване, напрежението на изхода на стабилизатора се увеличава и след това започва да намалява. И в същото време положителното напрежение в основата на усилващия транзистор ще намалее. VT y и неговите базови и колекторни токове намаляват. Когато изходното напрежение падне до стойността Uнавън - Д U tg /a, колекторен ток VT y ще намалее до стойността на тока на освобождаване на спусъка. Задействан спусък, транзистори VT4, VT3, VT2близо, и транзисторите VT12и VT11отворен. Колекторният ток на регулиращия транзистор започва отново да се увеличава VT11, а оттам и тока на индуктора. В бъдеще процесът се повтаря непрекъснато. В резултат на това средната стойност на изходното напрежение остава постоянна с определена степен на точност.

Предимства на стабилизатор с релейно управление: простота на веригата и относително висока скорост.

Недостатък: наличието на вълни на изхода.

5.10. СТАБИЛИЗАТОРИ НА ИМПУЛСА

С КОНТРОЛ НА ШИРИНАТА НА ИМПУЛСА

Методът за управление на работата на регулиращия транзистор на импулсен стабилизатор, при който към основата се прилага управляващ сигнал с постоянен период на повторение и промяна в зависимост от промяната на изходното напрежение с продължителност на импулса, се нарича импулсен ширина. Устройство, което преобразува непрекъснат сигнал в импулси с различна продължителност, се нарича широчинно-импулсен модулатор, а такъв стабилизатор е широчинно-импулсен модулатор. В сигнал с ширина на импулса с постоянен период на повторение на импулса Tи = постоянни промени на фактора на запълване К h = Tн/ Tн. Има два начина за промяна на продължителността на импулсите при отклонение на изходното напрежение на стабилизатора - първи и втори вид.

Ако отклонението на изходното напрежение на стабилизатора причинява промяна в режима на работа на генератора на импулси (PG), на изхода на който се формират импулси с различна продължителност, тогава този метод за генериране на импулсен сигнал се нарича широчинно-импулсна модулация от първи вид. Блокова схема на импулсен регулатор на постоянно напрежение с ШИМ от първи вид е показана на фиг. 5.25, а.

Ако напрежението на изхода на стабилизатора Uизходът се сравнява с линейно променящо се напрежение U pl ( T) с постоянен период на повторение T(фиг. 5.26), и продължителността на импулсите спрямо постоянни стойности ntсе определя от момента на сравнение на тези напрежения, тогава този метод за генериране на импулсен сигнал се нарича модулация на ширина на импулса от втори вид. Блоковата схема на такъв стабилизатор е показана на фиг. 5.25, b.

Процесът на формиране на импулсен сигнал в широчинно-импулсен модулатор от втори вид е показан на фиг. 5.26. Тук горната графика показва зъбни импулси с линейно променящ се преден ръб. U pl ( T). На същата графика кривата Uнавън ( T) изобразява променящото се напрежение на изхода на стабилизатора. Долната графика показва импулси, чиято ширина (продължителност) се променя с изходното напрежение на стабилизатора. Началото на импулсите на горната и долната графика съвпадат, а краищата се определят от изходното напрежение. В резултат на това се получават импулси, чиято ширина е пропорционална на отклоненията на изходното напрежение.

Схематична диаграма на стабилизатор на ШИМ е показана на фиг. 5.27. Тя е малко по-различна от веригата на релейния стабилизатор (вижте фиг. 5.24). Входът на усилвателя е напрежение на трион Uуправление и постоянно отместване от делителя на схемата за сравнение към R8, R9, R10. Когато напрежението в основата на усилващия транзистор достигне стойност, при която колекторният ток VT y ще бъде равно на тока на задействане ( VD2) (T 1 на фиг. 5.27, b), тунелен диоден тригер и VT4работа. транзистори VT4, VT3и VT2отворен, а VT12и VT11са затворени. Изходно напрежение на филтъра (точки НО, б) пада до нула. Когато зъбното напрежение в основата на транзистора VT4намаляване ( T 2 на фиг. 5.27, б) до стойност, при която токът на колектора на усилващия транзистор става равен на тока на освобождаване на спусъка, спусъкът ще работи, транзистори VT4, VT3и VT2близо, а VT12и VT11отворен. Напрежението на изхода на филтъра ще се увеличи рязко и ще стане равно на входното напрежение Uвход В бъдеще тригерът и регулиращият транзистор непрекъснато ще се превключват под въздействието на външен променлив сигнал. С увеличаване на напрежението на входа на стабилизатора, отвореното състояние на транзисторите VT12и VT11намалява. Поради това продължителността на импулса на входа на филтъра намалява и средната стойност на изходното напрежение се връща към първоначалната си стойност с определена степен на точност.

Схема на превключващ стабилизатор на напрежение, в който регулиращият елемент е направен на композитен транзистор VT11, VT12, VT13показано на фиг. 5.28. В началото на веригата композитният транзистор е заключен от положително напрежение от външен източник ддобавете. Към входа на диференциален транзисторен усилвател VT4, VT5се подават две напрежения: част от изходното напрежение от делителя R4, RP, R6и референтно напрежение от ценеровия диод VD4. Сравняват се. Сигналът за несъответствие се усилва и се подава към мултивибратор на транзистори VT7, VT8. Промяна на изходното напрежение U out предизвиква промяна в продължителността на импулсите, генерирани от мултивибратора и техния работен цикъл Q=T/T n, където T n е продължителността на отрицателните импулси. От изхода на мултивибратора, отрицателен импулс се усилва в ток от емитер последовател на транзистор VT6и се подава към основата на транзистора VT13, отваряйки композитния транзистор на веригата за времетраенето на импулса на мултивибратора. Спадът на напрежението в транзистора се променя и води до възстановяване на изходното напрежение до предишната му стойност. Следователно, в

тази схема автоматично регулиранеизходното напрежение се осъществява поради отрицателна обратна връзка, както при непрекъснатите стабилизатори.

5.11. ЗАЩИТИ ОТ ПРЕНАЖИЖЕНИЕ

НА ТИРИСТОРИ

На тиристори стабилизаторите на напрежението могат да бъдат направени при много по-висока мощност (до 1000 V × A) с висока ефективност - до 95%. В допълнение, тиристорите ви позволяват да комбинирате функциите на коригиране, регулиране и стабилизиране, както и да стабилизирате както постоянни, така и променливи напрежения.

Функционалната схема на тиристорния стабилизатор на постоянно напрежение е показана на фиг. 5.29. Той съдържа токоизправител, чието изходно напрежение трябва да бъде стабилизирано от веригата. Принципът на стабилизация в тази схема се основава на промяната

ъгълът на превключване на тиристора a t , Промяната в изходното напрежение на стабилизатора след веригата за сравнение се подава към усилвателя, след което се подава към управляващата верига, където се формират управляващи импулси. Тяхната фаза зависи от отклонението на изходното напрежение. С увеличаване на изходното напрежение на стабилизатора U vx се увеличава. Това води до намаляване на времето на работа на тиристора, а оттам и до намаляване на тока през трансформатора Tr. Напрежението на изхода на трансформатора ще намалее и ще намали напрежението на изхода на стабилизатора Uкъм предишната стойност.

На фиг. 5.30 показва диаграма на стабилизирано тиристорно захранване. Мрежовото напрежение се изправя чрез мостова схема върху диоди VD2-VD5и тиристори VS1, VS2. Тиристорите се управляват от диференциален магнитен усилвател MU, напрежението към което се подава през трансформатора Tr2. стабилизиране на напрежението първична намоткаизвършвани от ценерови диоди VD8и VD9. Тази стабилизация осигурява постоянството на амплитудата на тиристорния ток при промяна на мрежовото напрежение. Контрол на захранването на намотката MU (У y) захранван от спомагателен мостов токоизправител VD10-VD13. Контролният сигнал към тази мостова верига се подава от изхода на втория етап на транзисторния усилвател VT3.

Веригата работи по следния начин. Промяната в изходното напрежение след веригата за сравнение и усилването на управляващия сигнал се подава в намотката У y диференциален магнитен усилвател. Променящият се ток в управляващата намотка предизвиква промяна в ъгъла на превключване на тиристорите a t, което води изходното напрежение до предишната стойност.

ТЕСТОВИ ВЪПРОСИ

1 Какво е стабилизатор на напрежение и стабилизатор на ток?

2 Обяснете предназначението на стабилизаторите на напрежение и ток.

3 Какви стабилизатори се наричат ​​параметрични?

4 Начертайте параметрична диаграма на регулатор на напрежение върху индуктор с наситена сърцевина и обяснете неговата работа.

5 Начертайте диаграма на ферорезонансен регулатор на променливотоково напрежение и обяснете как работи.

6 Какви са предимствата на ферорезонансните стабилизатори.

7 Начертайте характеристиката ток-напрежение на силициевия ценеров диод.

8 Обяснете принципа на ценеровия диод.

9 Какви са характеристиките на параметричния стабилизатор на силициев ценеров диод.

10 Начертайте схема на параметричен постояннотоков стабилизатор на полеви транзистор и обяснете действието му.

11 Какво представляват стабилизаторите за DC компенсация?

12 Избройте основните елементи на веригата на компенсационния стабилизатор.

13 Начертайте схема на компенсационен стабилизатор с последователно свързване на регулиращ елемент.

14 Теглене електрическа схемастабилизатор с помощта на композитен транзистор и обяснете неговите характеристики.

15 Начертайте схема на компенсационен стабилизатор на постоянно напрежение с паралелно свързване на регулиращ елемент и обяснете принципа на неговата работа.

16 Начертайте схема на компенсационен DC стабилизатор с последователно свързване на регулиращ елемент и обяснете неговата работа.

17 Начертайте функционална схема на компенсиращ стабилизатор на променливо напрежение и обяснете принципа на неговото действие.

18 Обяснете работата на регулатора на променливотоковото напрежение на трансформатор с преразпределение на напрежението.

19 Обяснете характеристиките на компенсационния стабилизатор на чипа.

20 Обяснете работата на импулсен регулатор на напрежението.

21 Теглене блокова схемаимпулсен регулатор на напрежението и обяснете неговата работа.

22 Начертайте принципна схема на двупозиционен регулатор на напрежението и обяснете действието му.

23 Обяснете принципа на действие на стабилизатора с широчинно-импулсно регулиране.

24 Каква е същността на тиристорния стабилизатор на напрежението?