Buenos días. Mi post de hoy es sobre estabilizadores de voltaje. ¿Qué es? En primer lugar, cualquier circuito electrónico necesita una fuente de alimentación para funcionar. Las fuentes de energía son diferentes: estabilizadas y no estabilizadas, corriente continua y corriente alterna, pulsante y lineal, resonante y cuasi-resonante. Una variedad tan amplia se debe a los diferentes circuitos a partir de los cuales funcionarán los circuitos electrónicos. A continuación se muestra una tabla de comparación de los circuitos de suministro de energía.

para la nutrición circuitos electrónicos, que no requieren alta estabilidad de la tensión de alimentación CC ni alta potencia de salida, se recomienda utilizar fuentes de tensión lineal sencillas, fiables y económicas. La base de cualquier fuente de voltaje lineal es regulador de voltaje paramétrico. La base de tales dispositivos es un elemento con una característica corriente-voltaje no lineal, en el que el voltaje en los electrodos depende poco de la corriente que fluye a través del elemento. Uno de estos elementos es diodo Zener.

diodo Zener representa un grupo especial, cuyo modo de operación se caracteriza por la rama inversa de la característica de corriente-voltaje en la región de ruptura. Consideremos con más detalle la característica corriente-voltaje del diodo.

El principio de funcionamiento del diodo zener.

Cuando el diodo se enciende en la dirección de avance (ánodo - "+", cátodo - "-"), entonces comienza a pasar corriente libremente a la tensión U entonces, y cuando se enciende en la dirección opuesta (ánodo - "-", cátodo - "+"), solo corriente que arr, que tiene un valor de varios µA. si aumentas tensión inversa U arr en el diodo hasta un cierto Valores U arr.max se producirá una ruptura eléctrica del diodo y, si la corriente se impulsa lo suficiente, se producirá una ruptura térmica y el diodo fallará. Se puede hacer que el diodo funcione en la región de ruptura eléctrica limitando la corriente que pasa a través del diodo (el voltaje de ruptura para diferentes diodos es de 50 a 200 V).

El diodo zener está diseñado de tal manera que su característica corriente-voltaje en la región de ruptura es altamente lineal y el voltaje de ruptura es bastante constante. Por lo tanto, podemos decir que la estabilización de voltaje por un diodo zener se lleva a cabo durante su funcionamiento. en la rama trasera características corriente-tensión, en la misma zona rama recta Un diodo zener se comporta de manera similar a un diodo ordinario. El diodo zener se designa de la siguiente manera

Los principales parámetros del diodo zener.

Considere la principal parámetros zener de acuerdo con su característica de voltios-amperios.

Tensión de estabilización Ust determinado por el voltaje en el diodo zener durante el flujo corriente de estabilización I st. Actualmente, los diodos zener se producen con un voltaje de estabilización de 0,7 a 200 V.

La corriente de estabilización directa máxima permitida I st.max limitado por valor disipación de potencia máxima permitida P max, que a su vez depende de la temperatura ambiente.

Corriente mínima de estabilización I st.min está determinado por el valor mínimo de la corriente a través del diodo zener, en el que la operatividad del dispositivo aún se conserva por completo. Entre los valores de I st.max y I st.min, la característica voltamperio del diodo zener es la más lineal y la tensión de estabilización cambia ligeramente.

Resistencia diferencial del diodo Zener r ST- el valor determinado por la relación entre el incremento de la tensión de estabilización en el dispositivo ΔU CT y el pequeño incremento de la corriente de estabilización que lo provocó Δi CT.

Un diodo zener conectado en la dirección directa, como un diodo convencional, se caracteriza por los valores permanente voltaje directo arriba pr y corriente continua máxima permitida I pr.max.

Estabilizador paramétrico

El circuito básico para encender un diodo zener, que es un circuito estabilizador paramétrico, así como una fuente de voltaje de referencia en otros tipos de estabilizadores se da a continuación.

Este circuito es un divisor de voltaje, que consta de resistencia de lastre R1 y diodo zener VD, paralelo al cual está conectada la resistencia de carga R N. Tal estabilizador de voltaje asegura la estabilización del voltaje de salida cuando el voltaje de suministro U P y la corriente de carga I N cambian.

Considerar principio de funcionamiento de este esquema. Aumentar el voltaje en la entrada del estabilizador conduce a un aumento en la corriente que pasa a través de la resistencia R1 y el diodo zener VD. Debido a su característica corriente-voltaje, el voltaje en el diodo zener VD prácticamente no cambiará y, en consecuencia, el voltaje en la resistencia de carga R n también. Por lo tanto, casi todo el cambio de voltaje se aplicará a la resistencia R1. Por lo tanto, es bastante fácil calcular los parámetros necesarios del circuito.

Cálculo del estabilizador paramétrico.

Los datos iniciales para el cálculo del estabilizador de voltaje paramétrico más simple son:

voltaje de entrada U0;

tensión de salida U1= U st - tensión de estabilización;

corriente de salida IH= IST;

Por ejemplo, tome los siguientes datos: U0 = 12 V, U1 = 5 V, I H = 10 mA = 0,1 A.

1. De acuerdo con el voltaje de estabilización, seleccionamos un diodo zener del tipo BZX85C5V1RL (U st \u003d 5.1 V, resistencia diferencial r st \u003d 10 Ohms).

2. Determinar la resistencia de balasto necesaria R1:

3. Determinar el coeficiente de estabilización:

4. Determinar la eficiencia

Aumento de la potencia del estabilizador paramétrico

La potencia de salida máxima del regulador de voltaje paramétrico más simple depende de los valores de I st.max y P max del diodo zener. La potencia de un estabilizador paramétrico se puede aumentar si se utiliza un transistor como componente de control, que actuará como un amplificador de CC.

Estabilizador paralelo

Esquema de PSN con conexión paralela de un transistor.

El circuito es un seguidor de emisor, la resistencia de carga R H está conectada en paralelo con el transistor VT. La resistencia de balasto R1 se puede incluir tanto en el circuito colector como en el emisor del transistor. El voltaje de carga es

El esquema funciona de la siguiente manera. Con un aumento en la corriente a través de la resistencia R H y, en consecuencia, el voltaje (U1 \u003d U CT) en la salida del estabilizador, el voltaje del emisor base (U EB) y la corriente del colector I K aumentan, ya que el transistor opera en la región de amplificación. Un aumento en la corriente del colector conduce a un aumento en la caída de voltaje a través de la resistencia de balasto R1, lo que compensa el aumento de voltaje en la salida del estabilizador (U1 = U CT). Dado que la corriente I ST del diodo zener es simultáneamente la corriente de base del transistor, es obvio que la corriente de carga en este circuito puede ser h 21e veces mayor que el circuito mas simple estabilizador paramétrico. La resistencia R2 aumenta la corriente a través del diodo zener, asegurando su funcionamiento estable en el valor máximo del coeficiente h21e, la tensión de alimentación mínima U0 y la corriente de carga máxima I H.

El coeficiente de estabilización será igual a

donde R VT es la impedancia de entrada del seguidor de emisor

donde Re y R b son las resistencias de emisor y base del transistor.

La resistencia Re depende significativamente de la corriente del emisor. Con una disminución en la corriente del emisor, la resistencia Re aumenta rápidamente y esto conduce a un aumento en R VT , lo que empeora las propiedades estabilizadoras. La reducción del valor de Re se puede lograr mediante el uso de transistores potentes o transistores compuestos.

Estabilizador de serie

Estabilizador de voltaje paramétrico, cuyo circuito se presenta a continuación, es un seguidor de emisor en un transistor VT con una resistencia de carga R H conectada en serie. La fuente del voltaje de referencia en este circuito es el diodo zener VD.

Esquema de la PSN con una conexión en serie del transistor.

Voltaje de salida del estabilizador:

El esquema funciona de la siguiente manera. Con un aumento en la corriente a través de la resistencia R H y, en consecuencia, el voltaje (U1 \u003d U ST), en la salida del estabilizador, el voltaje de apertura UEB del transistor disminuye y su corriente base disminuye. Esto conduce a un aumento de la tensión en la unión colector-emisor, por lo que la tensión de salida prácticamente no cambia. El valor óptimo de la corriente del diodo zener de referencia VD está determinado por la resistencia de la resistencia R2 incluida en el circuito de alimentación U0. A un valor constante del voltaje de entrada U0, la corriente de base del transistor I B y la corriente de estabilización están interconectadas por la relación I B + I ST = const.

Factor de estabilización del circuito

donde R k es la resistencia del colector del transistor bipolar.

Usualmente kST ≈ 15…20.

Coeficiente de estabilización del estabilizador paramétrico el voltaje se puede aumentar significativamente introduciendo una fuente auxiliar separada con U'0 > U1 en su circuito y usando un transistor compuesto.

Circuito PSN con un transistor compuesto y un diodo zener alimentado desde una fuente de voltaje separada

La teoría es buena, pero la teoría sin práctica es solo sacudir el aire.

TENSIÓN Y CORRIENTE

5.1. INFORMACIÓN GENERAL

Para operación normal dispositivos de comunicación, es necesario que la tensión de alimentación o la corriente consumida por estos dispositivos sea constante. Y el voltaje o corriente a la salida de rectificadores, convertidores Voltaje constante o las baterías cambian con el tiempo en un amplio rango bajo la influencia de factores desestabilizadores: fluctuaciones en el voltaje de suministro y cambios en la carga en la salida del rectificador, así como cambios en la temperatura ambiente, una disminución en el voltaje de las baterías durante su descarga, etc.

El voltaje de las redes industriales de CA que alimentan los rectificadores, según GOST 5237-69, puede variar entre -15 ... + 5% valor nominal. Y para el funcionamiento normal de los dispositivos de comunicación, el cambio de voltaje o corriente de la fuente de alimentación no debe exceder el 5 ... 0.1% de su valor nominal.

Los estabilizadores se utilizan para reducir la influencia de los factores desestabilizadores. Estabilizador de voltaje o corriente Se denomina dispositivo a un dispositivo que mantiene automáticamente un voltaje o corriente constante en la carga con un grado determinado de precisión cuando cambian los factores desestabilizadores.

El impacto de los factores desestabilizadores puede ocurrir en el tiempo tanto de manera lenta como muy rápida, abruptamente. Por lo tanto, los estabilizadores deben actuar automáticamente.

Según el tipo de tensión o corriente estabilizada, los estabilizadores se dividen en estabilizadores y estabilizadores de tensión continua (corriente) voltaje de corriente alterna(Actual). Según el método de estabilización, se dividen en paramétricos, de compensación e impulso.

Actualmente, los estabilizadores de voltaje (corriente) de compensación en dispositivos semiconductores se usan con mayor frecuencia, que a su vez se dividen de acuerdo con las características que se detallan a continuación.

Según el método de encendido del elemento de regulación y la carga: con conexión en serie y en paralelo. Según el modo de funcionamiento del elemento regulador: con regulación continua y por pulsos.

La calidad del estabilizador se caracteriza por los coeficientes de estabilización, que muestran cuántas veces el cambio relativo en el voltaje de salida (corriente) es menor que el cambio relativo en el voltaje de entrada:

A yo nom = const.

,

D tu en = tu aporte máximo-tu aporte min,

D tu fuera = tu afuera. máximo-tu afuera. min,

D yo en = yo aporte máximo-yo aporte min,

D yo fuera = yo afuera. máximo-yo afuera. min.

Un parámetro importante del estabilizador es el coeficiente de temperatura para el voltaje TKN, o g n, que muestra el cambio en el voltaje de salida con un cambio en la temperatura ambiente a un voltaje de entrada constante (U en \u003d const) y corriente de carga (I n \u003d const) .

El indicador energético de la calidad del estabilizador es la eficiencia (h), igual a la relación de la potencia activa entregada por el estabilizador a la carga, a la potencia activa consumida por el estabilizador de la red: h = P out / P en.

Resistencia interna del estabilizador yo, es igual a la relación del incremento de voltaje de salida D tu fuera para cargar el incremento de corriente D yo n a tensión de entrada constante tu en = const, yo= re tu fuera /D yo norte.

en estabilizadores de voltaje resistencia interna puede llegar a milésimas de ohm.

5.2. ESTABILIZADORES PARAMÉTRICOS

Paramétrico Se llama tal estabilizador, en el que la estabilización de voltaje (corriente) se lleva a cabo utilizando las propiedades de los elementos no lineales incluidos en su composición. En los estabilizadores paramétricos, el factor de desestabilización (cambio en el voltaje de entrada o corriente de carga) afecta directamente al elemento no lineal, y el cambio en el voltaje (o corriente) de salida en relación con el valor establecido está determinado solo por el grado de no linealidad de las características de corriente-voltaje del elemento no lineal.

Estabilizador de voltaje CA paramétrico en un inductor de núcleo saturado. La estabilización paramétrica de la tensión alterna se lleva a cabo utilizando elementos que tienen una característica corriente-tensión no lineal para la corriente alterna. Tal característica (Fig. 5.1) tiene un estrangulador que opera en el modo de saturación del circuito magnético. La sección de trabajo de la característica del acelerador es una sección no lineal abdominales correspondiente al estado de saturación del hilo magnético.

En el circuito estabilizador, un estrangulador saturado L2 conectado en paralelo con la carga Z n (Fig. 5.2). Se utiliza un estrangulador como resistencia de lastre. L 1, que opera en el modo de saturación del circuito magnético y tiene una característica lineal de corriente-voltaje.

El principio de funcionamiento del esquema es el siguiente. Con un aumento en el voltaje de CA en la entrada del estabilizador. tu la salida AC aumentará el voltaje de salida tu Salida de CA en carga y estrangulador de línea de balasto L 1. La corriente a través del inductor saturado aumentará bruscamente. Pero al mismo tiempo, la caída de voltaje a través del acelerador L 1 aumento mientras está en el acelerador L 2 y carga Z n aumentará ligeramente. Con una disminución en el voltaje de entrada, los procesos de estabilización ocurren de manera similar.

Ventajas de tal estabilizador:

simplicidad del dispositivo;

amplio rango de tensión de funcionamiento

Defectos:

baja eficiencia (0.4 ... 0.6), ya que los estabilizadores operan a altas corrientes;

bajo factor de potencia - 0.6;

bajo factor de estabilización debido a la alta resistencia dinámica R d ( A S t<10);

distorsión de la forma de la curva de voltaje de CA en la carga;

gran peso y dimensiones.

5.3. ESTABILIZADOR FERRORESONAL

VOLTAJE DE CORRIENTE ALTERNA

En un regulador ferroresonante en paralelo con un estrangulador saturado L 2 encienda el condensador DE(Figura 5.3). Frecuencia de resonancia de bucle L 2C cerca de la frecuencia de la tensión variable estabilizada, pero no igual a ella.

El principio de funcionamiento de un regulador de voltaje de CA ferroresonante se puede explicar utilizando las características de corriente-voltaje del inductor L 2 y condensador DE mostrado en la fig. 5.4. Por suma geométrica de tensiones tu L2 y UC obtenemos la curva de voltaje en el circuito L 2C. Con un voltaje de entrada bajo, el inductor no está saturado, su inductancia es grande y la corriente resultante tiene un carácter capacitivo (0 en en la Fig. 5.4). En resonancia de corrientes en el circuito. L 2C(punto en) corriente resultante a través del bucle L 2C será igual a cero. Con un aumento adicional en el voltaje de entrada, la corriente a través del circuito tiene un carácter inductivo (sección wb). En esta sección de las características, con un fuerte aumento de la corriente, el voltaje en el circuito y, en consecuencia, en la carga, cambia ligeramente.

Para mejorar los indicadores de calidad del estabilizador, el circuito estabilizador ferroresonante se complementa con otro devanado inductor. Se encuentra en el circuito magnético de un estrangulador no saturado. L1(Figura 5.5). Devanado de estrangulador de compensación L para encender de modo que la caída de voltaje a través de él se dirija de manera opuesta al voltaje en el circuito UL 2C. En este caso, el voltaje resultante en la salida será la suma de los voltajes en el circuito y el devanado de compensación. tu tu x.carril = L L 2 C+tu k. Por lo tanto, el cambio en el voltaje de salida D tu tu x.carril =D U L 2 C+D tu k será menor que el tomado solo del contorno L2C. Acelerador L2 conectado como un autotransformador elevador para reducir la capacitancia del capacitor DE y obteniendo más voltaje a la salida del estabilizador.

Ventajas de los estabilizadores ferroresonantes:

alta eficiencia (0,85…0,9) y factor de potencia (hasta 0,9);

factor de estabilización de alto voltaje (hasta 40);

amplio rango de potencia;

larga vida útil;

simplicidad del dispositivo y confiabilidad del trabajo;

resistencia al estrés mecánico.

Defectos:

un cambio significativo en el voltaje de salida debido a un cambio en el voltaje de entrada como resultado de la dependencia de las reactancias con la frecuencia;

la presencia de interferencias electromagnéticas (grandes campos dispersos de inductancias);

grandes dimensiones y peso;

distorsión de la forma del voltaje estabilizado en la carga.

5.4. REGULADORES DE VOLTAJE DC

En los estabilizadores de tensión CC paramétricos, las resistencias se utilizan como elementos lineales, y los diodos zener semiconductores (silicio) y los estabilizadores semiconductores se utilizan como elementos no lineales.

diodo zener de silicio es un diodo plano. Su característica corriente-voltaje se muestra en la fig. 5.6, a. La parte de trabajo de la característica es la rama inversa en la región.

ruptura, donde un ligero aumento en el voltaje provoca un aumento significativo en la corriente a través del diodo zener. Sin embargo, la ruptura eléctrica de la unión no daña el diodo zener. Por lo tanto, si el diodo zener se enciende en la dirección opuesta, entonces con cambios significativos en la corriente que fluye a través de él (de yo S t min hasta la calle I máximo) el voltaje en él permanece casi constante. Si el voltaje inverso en el diodo zener excede el permitido, la potencia liberada en el diodo zener excede el permitido. Como resultado, en este caso, la ruptura eléctrica se convierte en térmica, y luego la unión p-n se destruye de manera irreversible.

Estabilizador es un dispositivo semiconductor, el voltaje en el que en la dirección directa cambia ligeramente con cambios significativos en la corriente que fluye a través de él. El estabilizador está incluido en el circuito de estabilización en la dirección de avance.

Un diagrama esquemático de un estabilizador de voltaje paramétrico en un diodo zener VD se muestra en la fig. 5.7. Resistencia de resistencia de balasto R b se selecciona de modo que la caída de voltaje a través de él sea (0.5 ... 3) tu norte.

Con un aumento de voltaje en la entrada del estabilizador. tu voltaje de entrada en su salida tu fuera, es decir en carga R n tiende a aumentar. Pero un ligero aumento en el voltaje D tu st en un diodo zener enfermedad venérea provoca un fuerte aumento de la corriente a través de él. Esto aumenta la caída de tensión en la resistencia de balasto. R b, y el voltaje en la carga R n cambia ligeramente. Incremento de tensión a la entrada del estabilizador D tu la entrada se distribuye entre el cambio de voltaje en la resistencia de balasto D TU b en diodo zener D tu st: D tu en -D TU b + d tu Arte. Dado que la resistencia de la resistencia de balasto R b mucho más que la resistencia del diodo zener R d ( R segundo >> R e), entonces casi todo el cambio en el voltaje de entrada se asigna a la resistencia del diodo zener R y el voltaje en la carga permanece estable.

La eficiencia de dicho diodo zener no supera el 30%, y el coeficiente de estabilización A st = 50. Para obtener un mayor coeficiente de estabilización, se utiliza una conexión en cascada de diodos zener, pero al mismo tiempo, la eficiencia del estabilizador disminuye considerablemente. Para obtener un voltaje mayor que el permitido por los parámetros de un diodo zener, se conectan en serie (Fig. 5.8, b).

Con un aumento en la temperatura ambiente para los diodos zener de silicio, la caída de voltaje inverso aumenta y la caída de voltaje directo disminuye. Por lo tanto, los diodos zener de silicio conectados en sentido inverso tienen un coeficiente de temperatura de voltaje TKV positivo, y los mismos diodos zener conectados en sentido directo tienen un TKV negativo. Para la compensación térmica, un diodo con un TKN negativo se conecta en serie con el diodo zener, o un diodo zener en la dirección directa, que tiene un TKN negativo (Fig. 5.8). Para compensar completamente el TKN positivo de un diodo zener, es necesario encender varios diodos zener en la dirección de avance, que tienen un TKN negativo.

Los estabilizadores de voltaje de CC paramétricos en diodos zener de silicio tienen las siguientes desventajas:

pequeña potencia permitida en la carga (0.5 ... 3 W),

bajo coeficiente de estabilización (hasta 30);

alta impedancia de salida del estabilizador (6 ... 20 ohmios);

dependencia de los parámetros del diodo zener con la temperatura;

baja eficiencia (hasta 30%).

Debido a estas deficiencias, los estabilizadores paramétricos basados ​​en diodos zener de silicio se utilizan para estabilizar la tensión de alimentación de los nodos de equipos auxiliares de comunicación, donde no se requieren indicadores de alta calidad.

Ventajas: simplicidad del esquema, pequeñas dimensiones y peso.

Los estabilizadores paramétricos basados ​​en diodos zener de silicio se utilizan ampliamente para compensar estabilizadores de voltaje como fuentes de voltaje de referencia.

En un estabilizador paramétrico de dos etapas, cuyo circuito se muestra en la fig. 5.8, b, una etapa de salida que consta de un diodo zener enfermedad venérea 1 y resistencia de extinción R b2, alimentado por un estabilizador preliminar hecho con diodos zener enfermedad venérea 2, enfermedad venérea 3 y resistencia R b1. El coeficiente de estabilización de dicho circuito es igual al producto de los coeficientes de estabilización de las etapas individuales.

Estabilizadores DC paramétricos se lleva a cabo sobre elementos no lineales, cuya corriente depende poco del voltaje que se les aplica. Como tal elemento, se utiliza un transistor de efecto de campo o un MOSFET de tipo empobrecido. A partir de las características de estos transistores, que se muestran en la fig. 5.9, se puede ver que a un voltaje fuente-puerta constante, la corriente de drenaje cambia ligeramente con un cambio en el voltaje fuente-drenador.

En la fig. La figura 5.10 muestra un diagrama de un estabilizador DC paramétrico en un transistor de efecto de campo con una participación puerta-fuente en corto. Transistor en serie con resistencia de carga R norte.

La desventaja de este circuito es la incapacidad de establecer con precisión el valor de la corriente estabilizada debido a la dispersión de los parámetros de los transistores de efecto de campo. Pero al incluir una resistencia de polarización automática en el circuito fuente (figura 5.11), puede construir un estabilizador de corriente ajustable.

Los estabilizadores de corriente se utilizan en estabilizadores de voltaje de CC paramétricos para estabilizar la corriente de entrada. Se incluye en lugar de la resistencia de enfriamiento (Fig. 5.12), lo que aumenta el coeficiente de estabilización. Cuando cambia el voltaje de entrada, la corriente de entrada, la corriente del estabilizador y, en consecuencia, el voltaje de salida cambian ligeramente. El uso de un regulador de corriente de transistor en lugar de una resistencia de extinción permite aumentar la eficiencia de un regulador de voltaje paramétrico, ya que opera a valores de voltaje de entrada más bajos.

5.5. ESTABILIZADORES DE COMPENSACIÓN

TENSIÓN DC CON REGULACIÓN CONTINUA

Estabilizadores de Tensión de Compensación con Regulación Continua son sistemas de control de bucle cerrado o sistemas de control de desviación. Se realizan de acuerdo con los diagramas de bloques que se muestran en la Fig. 5.13.

El voltaje de salida es medido por el elemento de medición y comparado con el voltaje de referencia en el circuito de comparación (CC). Cuando el voltaje de salida se desvía del valor establecido, se genera una señal de error en la salida SS, que es amplificada por el amplificador (U) y alimentada al elemento de control (RE). Bajo la influencia de la señal de desajuste, la resistencia interna del RE cambia y, en consecuencia, la tensión cae a través de él. Cambiar el voltaje en el RE compensa la desviación del voltaje de salida tu fuera del valor establecido con un cierto grado de precisión. Así, al final del proceso de estabilización, la tensión de salida se estabilizará:

tu fuera = tu en + tu R e \u003d const.

Diagrama esquemático de un estabilizador de voltaje de CC de compensación con conexión en serie de RE y carga R n se muestra en la fig. 5.14. Las funciones del CC son realizadas por un puente que consta de resistencias. R2, R3, R4 y diodo zener VD1. Función amplificador - transistor VT2, función RE - transistor VT1. El voltaje de referencia es el voltaje de estabilización del diodo zener. VD1, que junto con la resistencia R2 forma un estabilizador de voltaje constante paramétrico. Se alimenta de la tensión de salida del estabilizador, que se aplica a la diagonal del puente ( abdominales). La sección emisor-base del transistor está conectada a la otra diagonal del puente. VT2(entrada del amplificador). Resistor R1 es la carga en el circuito colector del amplificador VT2.

Estabilización de voltaje tu la salida en la carga se lleva a cabo de la siguiente manera. Suponga que el voltaje en la entrada del estabilizador tu vx disminuyó. Tensión de salida tu la salida del estabilizador primero también disminuirá. Como resultado, la caída de tensión en la resistencia disminuirá. R4 siguiente divisor R3, R4. es una caida de voltaje U2 en comparación con el voltaje de referencia del diodo zener VD1 y va a la base del transistor VT2. Potencial emisor VT2 permanece invariable, ya que está determinada por la tensión de referencia U op. Por lo tanto, el potencial positivo de la base VT2 disminuirá, lo que provocará una disminución en la corriente del colector VT2, lo que resulta en una disminución en la caída de voltaje a través de la resistencia R1 y el potencial base del transistor VT1 en cuanto al coleccionista. Diferencia de potencial entre base y emisor VT1 se hizo más. Como resultado, la resistencia de la sección emisor-colector del transistor de regulación disminuirá. VT1 y la caída de voltaje a través de él, y el voltaje a través de la carga R recuperará aproximadamente al valor nominal.

El circuito del estabilizador de compensación con la conexión en serie del transistor de regulación y la carga tiene un alto coeficiente de estabilización. A Tensión st.n y baja resistencia de salida solo a baja corriente de carga (no más de 10 mA). La razón de la baja estabilización en este circuito es que en el transistor de regulación VT1 a medida que cambia el voltaje de entrada, también lo hace la corriente base yo b.r., lo que conduce a una disminución en la calidad de la estabilización.

Para aumentar el coeficiente de estabilización de voltaje A st.n es necesario que la corriente del colector yo k.u VT2 era mucho más que la corriente base yo b2 ( yo u.c. >> 10 yo b.r.).

Cuando se cumple esta condición, la caída de voltaje a través de la resistencia R1 determinado principalmente por la corriente de colector del amplificador VT2 yo c.u., y el cambio en la corriente base yo b.r ahora dependerá de la caída de voltaje a través de la resistencia R1. Cumplimiento de condiciones yo u.c. >> 10 yo b.r se logra utilizando un transistor de control compuesto y alimentando el amplificador desde una fuente de alimentación estabilizada separada.

Un diagrama esquemático de la fuente de alimentación del amplificador de una fuente estabilizada separada se muestra en la fig. 5.15. Aquí está la potencia del amplificador. VT3 realizado por la suma de voltajes estabilizados tu fuera + tu VD2. Voltaje tu VD2, estabilizado por un estabilizador paramétrico en VD2 y resistencia de lastre R3, obtenido de una fuente separada tu en 2.

En el estabilizador de voltaje de CC de compensación, es posible ajustar el voltaje de salida tu afuera. Esto se hace cambiando la resistencia de la resistencia variable R4. Al cambiar el voltaje en la base del transistor amplificador, puede cambiar su corriente de colector yo k.u., y en consecuencia, la caída de voltaje de esta corriente a través de la resistencia R1, como resultado de lo cual cambia la resistencia de la unión emisor-colector del transistor regulador. Como resultado, el voltaje estabilizado cambiará tu fuera dentro de ciertos límites.

Para estabilizar los parámetros del amplificador cuando cambia la temperatura ambiente, se utiliza un amplificador de CC diferencial en los circuitos de estabilizadores de compensación.

Un diagrama esquemático de dicho amplificador acoplado por emisor se muestra en la fig. 5.16. El amplificador está conectado a la tensión de salida del estabilizador. tu vyh.st. Para una entrada tu input2 parte del voltaje se suministra desde la salida del estabilizador a través del divisor de seguimiento R5, R6. A otra entrada de amplificador tu input1 el voltaje de referencia se suministra desde el diodo zener enfermedad venérea y resistencia R1.

Un cambio en la temperatura ambiente provoca un cambio en las corrientes de colector de los transistores. VT1 y VT2. Y dado que estos transistores están conectados por una resistencia común en el circuito emisor R3, un aumento en la corriente de colector de uno de los transistores provoca una disminución

corriente de colector del otro. Como resultado, la corriente a través de la resistencia R3 y el voltaje de salida del amplificador tu las salidas cambian ligeramente. En un amplificador diferencial de CC, la deriva de temperatura del voltaje emisor-base de los transistores se compensa VT1 y VT2.

El diagrama esquemático de un regulador de voltaje de semiconductor con un transistor conectado en paralelo se muestra en la fig. 5.17. Consta de un transistor de regulación. VT1, resistencia de balasto Rb, elemento amplificador en un transistor VT2 y resistencia R3, fuente de tensión de referencia (ION) VD1 y R b1, divisor de voltaje R1, PR, R2, fuente adicional tu 0 y R b2, VD2 para alimentar el elemento amplificador del circuito y la capacitancia de salida DE.

La estabilización de voltaje se lleva a cabo de la siguiente manera. A medida que aumenta el voltaje de entrada, el voltaje de salida comienza a aumentar. tu afuera. La caída de voltaje a través de la resistencia también aumentará. R2 tu fuera2 . El potencial base se volverá más negativo con respecto al emisor. Transistor amplificador de corriente de colector VT2 incrementará. Esto provocará un aumento en la caída de voltaje a través de la resistencia. R3. Como resultado, aumentará el potencial negativo en la base del transistor de regulación. VT1, lo que aumentará la corriente del colector yo k1 y causará crecimiento Corriente Total esquema yo 1 = yo k1 + yo norte. Y, en consecuencia, la caída de tensión en la resistencia de balasto aumentará R b, lo que provocará una disminución del voltaje a la salida del estabilizador a su valor original. El voltaje de salida se ajusta resistencia variable PR.

Las principales ventajas de los estabilizadores con conexión en paralelo RE en comparación con los estabilizadores con RE conectados en serie: corriente de entrada constante con cambios en la resistencia de carga (a voltaje de entrada constante) e insensibilidad a los cortocircuitos en la salida.

Desventaja: baja eficiencia.

El diagrama estructural del estabilizador de compensación de CC con conexión en serie de RE se muestra en la fig. 5.18. El voltaje en el elemento de medición IE depende linealmente del cambio en la corriente de carga yo norte. El principio de funcionamiento del esquema es el siguiente. Cuando la resistencia de carga cambia R n la corriente de carga comienza a cambiar yo n qué causa el cambio; caída de voltaje a través del IE. El voltaje en el IE se compara con el voltaje de referencia, y su diferencia se alimenta a la entrada del amplificador de CC UPT, se amplifica y actúa sobre el elemento de control del RE.

La resistencia del elemento regulador cambia para compensar la desviación de la corriente de carga yo n del valor nominal.

El diagrama esquemático del estabilizador de corriente de compensación se muestra en la fig. 5.19. Aquí la función del elemento de medición es realizada por la resistencia. R4. Suponga que la resistencia de carga ha disminuido. corriente de carga yo n aumentado, la caída de voltaje a través de la resistencia R4 también aumentó. Como resultado, el potencial positivo en la base del transistor amplificador VT3 aumenta Potencial emisor VT3, determinado por la fuente de voltaje de referencia en el estabilizador VD1, No cambiará. Colector actual VT3 y la caída de tensión en la resistencia R1 aumentar, reduciendo el potencial de la base del transistor compuesto del elemento regulador VT1, VT2. La corriente de base del transistor compuesto disminuye. Caída de tensión en la unión emisor-colector del transistor VT1 aumenta, disminuyendo el voltaje a través de la resistencia de carga R norte. El aumento de corriente resultante se compensa y se mantiene en un nivel dado con un cierto grado de precisión. La estabilización de la corriente que fluye a través de la resistencia de carga cambiante se lleva a cabo cambiando automáticamente el voltaje aplicado a esta resistencia.

5.6. ESTABILIZADOR DE COMPENSACIÓN

VOLTAJE DE CORRIENTE ALTERNA

Para estabilizar la tensión alterna se utilizan como elemento regulador dispositivos ferromagnéticos, cuya resistencia es corriente alterna varía en función de la corriente continua generada por el circuito de realimentación.

El funcional más simple circuito regulador de voltaje de compensación mostrado en la fig. 5.20. Desviación de voltaje de salida variable tu vyh.per del valor nominal es medido por el elemento de medición IE y comparado con el voltaje de referencia. La señal de desajuste obtenida como resultado de la comparación es amplificada por el amplificador de CC UPT. corriente amplificada yo y ingresa al devanado de control del sistema operativo del reactor de saturación del vehículo de lanzamiento y cambia el grado de magnetización del circuito magnético del vehículo de lanzamiento. Esto cambia la resistencia. devanado de trabajo RO a la corriente alterna y, en consecuencia, la caída de tensión a través de ella, que compensa la desviación de la tensión de salida efectiva o de amplitud con respecto al valor nominal. UPT se alimenta de un rectificador VSV separado.

Ventajas de un regulador de tensión CA con reactor de saturación:

alto coeficiente de estabilización (varios cientos);

alta eficiencia (0,9);

baja sensibilidad a los cambios en la frecuencia del voltaje de entrada.

Defectos:

gran peso y dimensiones;

gran inercia de respuesta: la desviación del voltaje de salida se compensa en decenas de milisegundos después de que aparece la desviación;

fuerte distorsión de la forma de la curva de la tensión de CA de salida, en la que prevalece el tercer armónico;

gran diferencia entre el voltaje de entrada y de salida.

Alto rendimiento La calidad de la estabilización de tensión alterna se puede obtener utilizando transformadores y autotransformadores con redistribución de tensión como elemento de control. En ellos, el poder se divide en regulable y libre. En ellos está estabilizado el voltaje de solo esa parte del flujo de energía, que está asociada con un cambio en el voltaje de entrada U in. Por lo tanto, el elemento regulador de dicho estabilizador se realiza a baja potencia, que está determinada por la corriente de carga y el cambio en el voltaje de entrada. tu aporte

Transformador de voltaje compartido (TrPN) tiene tres núcleos magnéticos separados a, b, Con(Figura 5.21). En dos circuitos magnéticos ( a y b) hay devanados de control W yo a y W 1 b, diseñados para cambiar el grado de polarización en función de los voltajes constantes que se les suministran tu y a y tu y b.

El flujo de energía principal es transmitido por un transformador no saturable en un circuito magnético Con. Transformadores de núcleo magnético a y b diseñado para cambiar el voltaje. Los devanados primarios están conectados en serie y en paralelo con el devanado primario. W 1 transformador en el núcleo magnético Con transmitir el flujo de energía principal. Todos los devanados secundarios de transformadores. W 2 a, W 2 b y W 2 C interconectados en serie. Además, el bobinado W 2a incluido frente a los devanados W 2 C y W 2 b.

El voltaje a la salida de dicho dispositivo es igual a la suma geométrica de los voltajes tomados de todos devanados secundarios W 2 a, W 2 C:

tu fuera = tu 2a + W 2b + W 2C .

A medida que aumenta el voltaje de salida tu aumento de tensión de salida por devanado D tu 2 a, D tu 2 b, D tu 2 C. Para reducir la desviación del voltaje de salida D tu necesitas aumentar |D tu 2 a| y disminuir |D tu 2 b|. Y para ello, el grado de magnetización del circuito magnético. a debe reducirse, y el circuito magnético b- aumentar. Esto se hace usando un esquema de control.

El mismo elemento regulador puede ser un autotransformador con redistribución de tensión (ATrPN).

5.7. ESTABILIZADORES DE COMPENSACIÓN

EN MICROSCIRCUITO

En la actualidad, la industria produce estabilizadores de voltaje DC de compensación integral con regulación continua de la serie K142EN de tres grupos:

1. K142EN1; K142EN2; K142EN2A; KN2EN2B y K142ENZ; K142EN4 - con voltaje de salida ajustable de 3 a 30 V.

2. K142EN5; K142EN5A; K142EN5B - con tensión de salida fija de 5 y 6 V.

4. K142EN6 - con voltaje de salida ajustable bipolar de 5 a 15 V.

Ventajas de los estabilizadores de tensión DC integrales de tipo compensación con regulación continua:

alto factor de estabilización ( k st.n > 1000);

baja impedancia de salida ( R afuera. mínimo £ 10 - 4 ohmios);

inercia del trabajo;

alta fiabilidad;

sin interferencia.

Defectos:

la necesidad de utilizar radiadores que aumenten el tamaño y el peso;

baja eficiencia (0.4 ... 0.5).

Los estabilizadores K142EN1 y K142EN2 son los más utilizados. Además de su función principal, se utilizan como filtros activos de suavizado, estabilizadores de corriente, dispositivos de umbral, dispositivos de protección, etc.

En la fig. 5.22 muestra un diagrama de un estabilizador integrado de tipo compensación y una de las formas de encenderlo. El elemento regulador del estabilizador está hecho en un transistor compuesto. VT4, VT3. La fuente del voltaje de referencia es un estabilizador paramétrico en un diodo zener VD1. Tensión de referencia del diodo zener VD1 entra en la entrada del seguidor de emisor en el transistor VT5 y resistencias R1, R2. Con diodo termocompensador VD2 y resistencia R2 a la entrada del transistor VT6 se aplica tensión constante. Transistor VT6 conectado de acuerdo con el esquema del seguidor del emisor, cuya carga es la resistencia R3. Voltaje de resistencia R3 constante e igual al voltaje a través de la resistencia R2. El amplificador de CC está hecho de transistores. VT7 y VT2. Transistor de efecto de campo VT2 es la carga del colector del transistor VT7. Transistor VT2 tiene una gran resistencia diferencial, lo que aumenta la ganancia de CC y reduce el efecto de los cambios en el voltaje de entrada en la salida.

Se incluye un transistor en el circuito para proteger el estabilizador de cortocircuitos y sobrecargas. VT9. Apagar el estabilizador se puede hacer usando un transistor VT8. Para que el estabilizador funcione, debe conectar un divisor de retroalimentación al circuito R8, R9, que tiene con la fuente de voltaje de referencia forma un circuito de control. Además, las resistencias del circuito de protección deben estar conectadas al circuito. R5-R7 y capacitor de salida DE.

El esquema funciona de la siguiente manera. A medida que aumenta el voltaje de entrada, también aumenta el voltaje de salida. tu afuera. Aumento de la tensión en la parte inferior del brazo. R9 U R 9 y por lo tanto el potencial positivo en la base del transistor VT7 incrementará. Su corriente de base y de colector aumentará. La caída de voltaje a través de la carga del transistor aumentará VT7, es decir. sobre el VT2, lo que conducirá a una disminución de las corrientes de la base del elemento regulador. VT3, VT4, que cierran, y el voltaje colector-emisor del transistor VT4 aumenta Esto conduce a una disminución en el voltaje de salida a su valor original. El voltaje de salida en el circuito está regulado por una resistencia variable. R8.

La protección del estabilizador contra cortocircuitos y sobrecargas se realiza bloqueando el transistor de control compuesto. En modo normal y con pequeñas sobrecargas de corriente, el voltaje a través de la resistencia R7(sensor de corriente) menos voltaje a través de la resistencia R5. basado en transistores VT9- potencial negativo con respecto a su emisor. Transistor VT9 cerrado. Con sobrecargas significativas y cortocircuito voltaje de la resistencia R7 aumenta Y tan pronto como el voltaje a través de la resistencia R7 excede el voltaje a través de la resistencia R5, potencial base del transistor R9 se vuelve positivo con respecto a su emisor. Transistor VT9 se abre y sus corrientes de base y colector aumentan. Aumento de corriente del colector VT9 conduce a una disminución en las corrientes de base de los transistores VT3, VT4. Se cierran, la corriente en el circuito de carga es limitada.

El apagado remoto del estabilizador se lleva a cabo aplicando una señal positiva externa a la base del transistor. VT8. Se abre, y el transistor regulador compuesto VT3, VT4 está bloqueado. El voltaje a la salida del estabilizador disminuye a cero.

5.8. ESTABILIZADORES DE PULSO

Un estabilizador de voltaje (corriente), cuyo elemento regulador opera en el modo de conmutación periódica, se llama estabilizador regulado por pulsos o estabilizador de conmutación (clave).

Los estabilizadores de conmutación se dividen en:

según el método de encendido del elemento regulador, en serie y paralelo;

según el método de control (regulación) - para estabilizadores con modulación de ancho de pulso - ancho de pulso (PWM); con modulación de frecuencia de pulso - frecuencia-pulso (PFM);

relé o dos posiciones.

Rasgo distintivo estabilizadores de conmutación es la alta eficiencia del estabilizador en su conjunto (hasta 0,9). Esto es consecuencia del modo de funcionamiento pulsado del elemento regulado, en el que se libera la mayor parte de la potencia perdida en los elementos del circuito estabilizador. El elemento regulador en los estabilizadores de conmutación es un interruptor de transistor que se cierra y abre periódicamente. En el modo de conmutación, el transistor está en modo de saturación y corte la mayor parte del tiempo. En estos modos, la potencia liberada en los transistores es pequeña, ya que el voltaje o la corriente del transistor es muy pequeña. Y el modo de conmutación activo es muy rápido. Por lo tanto, la potencia perdida en el elemento regulador es pequeña.

Principio de operación regulador de conmutación El voltaje de CC es el siguiente. Voltaje de entrada de CC tu la entrada con la ayuda de un elemento regulador se convierte en un pulso y se alimenta a la salida, a la carga, también en forma de pulsos. Por lo tanto, para obtener una salida de voltaje constante en un regulador de conmutación, se necesita un filtro de suavizado. Cuando cambia la duración de los pulsos de control, la duración de los pulsos de voltaje de salida cambia en consecuencia y, en consecuencia, también cambia el valor promedio del voltaje en la carga. Si ahora se introduce una señal en el circuito de control que es proporcional a la desviación del voltaje promedio en la carga del especificado, entonces el voltaje de salida se estabilizará en el circuito.

El diagrama de bloques del regulador de voltaje de conmutación se muestra en la fig. 5.23. El estabilizador incluye: un elemento regulador RE, filtro de suavizado SF y un circuito de control que consta de un circuito de comparación SS, amplificador A y convertidor PAGS. El circuito de comparación y el amplificador son los mismos que en los estabilizadores de compensación continua. Los generadores de impulsos se utilizan como convertidor: multivibradores, disparadores.

5.9. ESTABILIZADORES

CON REGULACIÓN DE DOS POSICIONES

En los estabilizadores con regulación on-off, cambia tanto la frecuencia de la tecla como la duración de su estado cerrado. En este caso, el elemento de control cambia del estado cerrado al estado abierto y viceversa cuando la tensión de salida alcanza el umbral de actuación o liberación del servosistema que controla el funcionamiento del elemento de control.

El diagrama esquemático de un regulador de conmutación de voltaje de dos posiciones (relé) se muestra en la fig. 5.24. Incluye los siguientes elementos: un elemento regulador en un transistor compuesto VT11, VT12, filtro ( LC norte, VD2), un circuito de comparación y un amplificador de CC ( R1, PR, R2, enfermedad venéreaél, R GRAMO, Vermont y), flip-flop de diodo de túnel enfermedad venérea tg, transistor VT4 y resistencia R8, amplificador intermedio ( VT3, R3, R4, R5). El bloqueo del transistor de regulación se realiza mediante un transistor. VT2. Elementos R6, R borrar, VD1, DE zap proporciona un bloqueo confiable del transistor de regulación. Cadena R9, C1 aumenta la frecuencia de las auto-oscilaciones del estabilizador.

El principio de funcionamiento del esquema es el siguiente. Se aplica un voltaje constante a la entrada del estabilizador. tu aporte Supongamos que el voltaje en la salida del estabilizador ha disminuido a un valor igual al voltaje de disparo en VT4 y enfermedad venérea tg. gatillo disparado, transistor VT4 se cierra y su corriente de colector salta a cero. corriente a través de la resistencia R5 no gotea, el potencial positivo de su base ha disminuido y se cierra. corriente a través R3 sin fugas, potencial de base VT2 se eleva y VT2 cierra transistores VT12 y VT11 abierto, condensador DE Zap se carga a través de una resistencia. R6, voltaje en la entrada del filtro en puntos PERO, B salta al voltaje tu entrada, diodo VD2 cierra, ya que el potencial de su cátodo se vuelve positivo. Corriente a través del transistor regulador VT11 y el inductor comienza a aumentar, y el voltaje a la salida del estabilizador disminuye hasta que disminuye a un valor igual a la corriente de carga yo n, después de lo cual comienza a crecer.

A medida que aumenta el voltaje de salida, el potencial de base Vermont y se vuelve más positivo y su corriente de colector aumenta. Cuando el voltaje de salida alcanza el valor tu fuera + D tu tg / a (donde a es el coeficiente de transferencia del divisor), corriente de colector Vermont y alcanza la corriente de disparo, el gatillo se dispara, el transistor VT4 abre, y la corriente de su colector aumentará abruptamente a un valor máximo. transistores VT3 y VT2 abierto. Condensador DE zap se conecta a través de VT2 a la sección base-emisor de los transistores VT12, VT11 y se cierran. En este momento, el inductor se descarga a través del diodo. VD2. Mientras que la corriente del inductor L más corriente de carga, el voltaje en la salida del estabilizador aumenta y luego comienza a disminuir. Y al mismo tiempo, disminuirá el voltaje positivo en la base del transistor amplificador. Vermont y y sus corrientes de base y colector disminuyen. Cuando el voltaje de salida cae al valor tu fuera - D tu tg /a, corriente de colector Vermont y disminuirá al valor de la corriente de liberación del gatillo. Gatillo disparado, transistores VT4, VT3, VT2 cerca, y los transistores VT12 y VT11 abierto. La corriente de colector del transistor regulador comienza a aumentar nuevamente. VT11, y por lo tanto la corriente del inductor. En el futuro, el proceso se repite continuamente. Como resultado, el valor medio de la tensión de salida permanece constante con un cierto grado de precisión.

Ventajas de un estabilizador controlado por relé: simplicidad del circuito y velocidad relativamente alta.

Desventaja: la presencia de ondas en la salida.

5.10. ESTABILIZADORES DE PULSO

CON CONTROL DE ANCHO DE IMPULSO

El método para controlar el funcionamiento del transistor regulador de un estabilizador de pulso, en el que se aplica a la base una señal de control con un período de repetición constante y que cambia según el cambio en el voltaje de salida con una duración de pulso, se llama pulso- ancho. Un dispositivo que convierte una señal continua en pulsos de diferentes duraciones se denomina modulador de ancho de pulso, y dicho estabilizador es un estabilizador modulado por ancho de pulso. En una señal de ancho de pulso con un período de repetición de pulso constante T y = cambios constantes en el factor de relleno k h = t norte/ T norte. Hay dos formas de cambiar la duración de los pulsos cuando el voltaje de salida del estabilizador se desvía: el primero y el segundo tipo.

Si la desviación del voltaje de salida del estabilizador provoca un cambio en el modo de funcionamiento del generador de pulsos (PG), en cuya salida se forman pulsos de duración variable, entonces este método para generar una señal de pulso se llama modulación de ancho de pulso de primer tipo. Un diagrama de bloques de un regulador de voltaje de CC de conmutación con PWM del primer tipo se muestra en la fig. 5.25, a.

Si el voltaje a la salida del estabilizador tu la salida se compara con un voltaje que varía linealmente tu pl ( t) que tiene un período de repetición constante T(Fig. 5.26), y la duración de los pulsos en relación con valores constantes Nuevo Testamento está determinado por el momento de comparación de estos voltajes, entonces este método de generar una señal de pulso se llama modulación de ancho de pulso de segundo tipo. El diagrama de bloques de dicho estabilizador se muestra en la fig. 5.25, b.

El proceso de formación de una señal de pulso en un modulador de ancho de pulso del segundo tipo se muestra en la fig. 5.26. Aquí, el gráfico superior muestra pulsos de diente de sierra con un borde de ataque que cambia linealmente. tu pl ( t). En el mismo gráfico, la curva tu afuera ( t) representa el voltaje cambiante en la salida del estabilizador. El gráfico inferior muestra pulsos cuyo ancho (duración) cambia con el cambio en el voltaje de salida del estabilizador. Los comienzos de los pulsos de los gráficos superior e inferior coinciden, y los extremos están determinados por el voltaje de salida. Como resultado, se obtienen pulsos cuyo ancho es proporcional a las desviaciones del voltaje de salida.

Un diagrama esquemático de un estabilizador PWM se muestra en la fig. 5.27. Es ligeramente diferente del circuito estabilizador del relé (ver Fig. 5.24). La entrada del amplificador es voltaje de diente de sierra tu control y compensación constante desde el divisor del circuito de comparación a R8, R9, R10. Cuando el voltaje en la base del transistor amplificador alcanza un valor en el cual la corriente del colector Vermont y será igual a la corriente de disparo ( VD2) (t 1 en la fig. 5.27, b), un disparador de diodo de túnel, y VT4 trabajar. transistores VT4, VT3 y VT2 abre un VT12 y VT11 esta cerrado. Voltaje de salida del filtro (puntos PERO, B) cae a cero. Cuando el voltaje de diente de sierra en la base del transistor VT4 disminuir ( t 2 en la fig. 5.27, b) a un valor en el que la corriente del colector del transistor amplificador se vuelve igual a la corriente de liberación del disparador, el disparador funcionará, los transistores VT4, VT3 y VT2 cerca, un VT12 y VT11 abierto. El voltaje a la salida del filtro aumentará abruptamente y será igual al voltaje de entrada tu aporte En el futuro, el disparador y el transistor de regulación cambiarán continuamente bajo la influencia de una señal alterna externa. Con un aumento de voltaje en la entrada del estabilizador, el estado abierto de los transistores. VT12 y VT11 disminuye Por lo tanto, la duración del pulso en la entrada del filtro disminuye y el valor promedio de la tensión de salida vuelve a su valor original con cierto grado de precisión.

Esquema de un estabilizador de voltaje de conmutación, en el que el elemento regulador está hecho en un transistor compuesto VT11, VT12, VT13 mostrado en la fig. 5.28. Al comienzo del circuito, el transistor compuesto está bloqueado por un voltaje positivo de una fuente externa mi agregar. A la entrada de un amplificador de transistor diferencial VT4, VT5 se suministran dos voltajes: parte del voltaje de salida del divisor R4, PR, R6 y voltaje de referencia del diodo zener VD4. Se comparan. La señal de desajuste se amplifica y se alimenta a un multivibrador en transistores. VT7, VT8. Cambio de voltaje de salida tu out provoca un cambio en la duración de los pulsos generados por el multivibrador y su ciclo de trabajo q=T/t n, donde t n es la duración de los pulsos negativos. Desde la salida del multivibrador, un seguidor de emisor en un transistor amplifica un pulso negativo en corriente. VT6 y alimentado a la base del transistor VT13, abriendo el transistor compuesto del circuito durante la duración del pulso multivibrador. La caída de voltaje a través del transistor cambia y conduce a la restauración del voltaje de salida a su valor anterior. Por lo tanto, en

este esquema regulación automática el voltaje de salida se lleva a cabo debido a la retroalimentación negativa, como en los estabilizadores continuos.

5.11. PROTECTORES CONTRA SOBRETENSIONES

SOBRE TIRISTORES

En los tiristores, los estabilizadores de voltaje se pueden fabricar a una potencia mucho mayor (hasta 1000 V × A) con alta eficiencia, hasta el 95%. Además, los tiristores permiten combinar las funciones de rectificación, regulación y estabilización, así como estabilizar tanto la tensión continua como la alterna.

El diagrama funcional del estabilizador de voltaje de CC del tiristor se muestra en la fig. 5.29. Contiene un rectificador, cuyo voltaje de salida debe ser estabilizado por el circuito. El principio de estabilización en este esquema se basa en el cambio

el ángulo de conmutación del tiristor en t El cambio en el voltaje de salida del estabilizador después de que el circuito de comparación se alimenta al amplificador, luego de lo cual se alimenta al circuito de control, donde se forman los pulsos de control. Su fase depende de la desviación de la tensión de salida. Con un aumento en el voltaje de salida del estabilizador. tu vx aumenta. Esto conduce a una disminución del tiempo de funcionamiento del tiristor y, por tanto, a una disminución de la corriente a través del transformador Tr. El voltaje a la salida del transformador disminuirá y reducirá el voltaje a la salida del estabilizador tu al valor anterior.

En la fig. 5.30 muestra un diagrama de una fuente de alimentación de tiristores estabilizada. La tensión de red se rectifica mediante un circuito puente sobre diodos. VD2-VD5 y tiristores VS1, VS2. Los tiristores están controlados por un amplificador magnético diferencial. MU, la tensión a la que se suministra a través del transformador Tr2. estabilización de voltaje devanado primario realizado por diodos zener VD8 y VD9. Esta estabilización asegura la constancia de la amplitud de la corriente del tiristor cuando cambia la tensión de red. Suministro de bobinado de control MU (W y) alimentado por puente rectificador auxiliar VD10-VD13. La señal de control a este circuito puente se suministra desde la salida de la segunda etapa del amplificador de transistores. VT3.

El circuito funciona de la siguiente manera. El cambio en el voltaje de salida después de que el circuito de comparación y la amplificación de la señal de control se alimentan al devanado. W y amplificador magnético diferencial. El cambio de corriente en el devanado de control provoca un cambio en el ángulo de conmutación de los tiristores a t, lo que lleva el voltaje de salida al valor anterior.

PREGUNTAS DE PRUEBA

1 ¿Qué es el estabilizador de voltaje y el estabilizador de corriente?

2 Explique el propósito de los estabilizadores de voltaje y corriente.

3 ¿Qué estabilizadores se llaman paramétricos?

4 Dibuje un diagrama paramétrico de un regulador de voltaje en un inductor de núcleo saturado y explique su funcionamiento.

5 Dibuje un diagrama de un regulador de voltaje de CA ferroresonante y explique cómo funciona.

6 ¿Cuáles son las ventajas de los estabilizadores ferroresonantes?

7 Dibuje la característica corriente-voltaje del diodo zener de silicio.

8 Explique el principio del diodo zener.

9 ¿Cuáles son las características de un estabilizador paramétrico en un diodo zener de silicio?

10 Dibuje un diagrama de un estabilizador DC paramétrico en un transistor de efecto de campo y explique su funcionamiento.

11 ¿Qué son los estabilizadores de compensación DC?

12 Enumerar los elementos principales del circuito estabilizador de compensación.

13 Dibujar un esquema de un estabilizador de compensación con conexión en serie de un elemento regulador.

14 Dibujar diagrama de circuito estabilizador usando un transistor compuesto y explique sus características.

15 Dibuje un diagrama de un estabilizador de voltaje de CC de compensación con una conexión en paralelo de un elemento regulador y explique el principio de su funcionamiento.

16 Dibujar un esquema de un estabilizador DC de compensación con conexión en serie de un elemento regulador y explicar su funcionamiento.

17 Dibuje un diagrama funcional de un regulador de voltaje de CA de compensación y explique el principio de su funcionamiento.

18 Explique el funcionamiento del regulador de voltaje de CA en un transformador con redistribución de voltaje.

19 Explique las características del estabilizador de compensación en el chip.

20 Explique el funcionamiento de un regulador de voltaje de conmutación.

21 empate diagrama de bloques regulador de voltaje de conmutación y explique su funcionamiento.

22 Dibuje un diagrama esquemático de un regulador de voltaje de dos posiciones y explique su funcionamiento.

23 Explique el principio de funcionamiento del estabilizador con regulación de ancho de pulso.

24 ¿Cuál es la esencia del estabilizador de voltaje del tiristor?