Magandang araw. Ngayon ang aking post ay tungkol sa mga stabilizer ng boltahe. Ano ito? Una sa lahat, ang anumang electronic circuit ay nangangailangan ng pinagmumulan ng kapangyarihan upang gumana. Iba-iba ang mga pinagmumulan ng kuryente: nagpapatatag at hindi nagpapatatag, direktang kasalukuyang at alternating current, pulse at linear, resonant at quasi-resonant. Ang ganitong malawak na pagkakaiba-iba ay dahil sa iba't ibang mga circuit kung saan gagana ang mga electronic circuit. Nasa ibaba ang isang talahanayan ng paghahambing ng mga circuit ng power supply.

Para sa nutrisyon mga electronic circuit, na hindi nangangailangan ng mataas na katatagan ng DC supply boltahe o mataas na output kapangyarihan, ito ay ipinapayong gumamit ng simple, maaasahan at murang linear boltahe pinagmumulan. Ang batayan ng anumang linear na mapagkukunan ng boltahe ay parametric boltahe regulator. Ang batayan ng naturang mga aparato ay isang elemento na may isang nonlinear na kasalukuyang-boltahe na katangian, kung saan ang boltahe sa mga electrodes ay nakasalalay nang kaunti sa kasalukuyang dumadaloy sa elemento. Isa sa mga elementong ito ay zener diode.

zener diode ay kumakatawan sa isang espesyal na grupo, ang operating mode na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng reverse branch ng kasalukuyang-boltahe na katangian sa breakdown na rehiyon. Isaalang-alang natin nang mas detalyado ang kasalukuyang-boltahe na katangian ng diode.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng zener diode

Kapag ang diode ay naka-on sa pasulong na direksyon (anode - "+", cathode - "-"), pagkatapos ay malayang nagsisimula itong pumasa sa kasalukuyang sa boltahe U noon, at kapag naka-on sa tapat na direksyon (anode - "-", cathode - "+"), lamang kasalukuyang I arr, na may halaga ng ilang µA. Kung dagdagan mo baligtad na boltahe U arr sa diode hanggang sa isang tiyak U arr.max na mga halaga ang isang electrical breakdown ng diode ay magaganap at kung ang kasalukuyang ay sapat na hinihimok, pagkatapos ay isang thermal breakdown ay nangyayari at ang diode ay nabigo. Ang diode ay maaaring gawin upang gumana sa electrical breakdown region sa pamamagitan ng paglilimita sa kasalukuyang dumadaan sa diode (ang breakdown voltage para sa iba't ibang diode ay 50 - 200 V).

Ang zener diode ay idinisenyo sa paraang ang kasalukuyang-boltahe na katangian nito sa rehiyon ng pagkasira ay lubos na linear, at ang boltahe ng pagkasira ay medyo pare-pareho. Kaya, maaari nating sabihin na ang pag-stabilize ng boltahe ng isang zener diode ay isinasagawa sa panahon ng operasyon nito. sa likod na sangay kasalukuyang-boltahe na mga katangian, sa parehong lugar tuwid na sanga Ang isang zener diode ay kumikilos katulad ng isang ordinaryong diode. Ang zener diode ay itinalaga bilang mga sumusunod

Ang pangunahing mga parameter ng zener diode

Isaalang-alang ang pangunahing mga parameter ng zener ayon sa katangian nitong volt-ampere.

Stabilization boltahe U st tinutukoy ng boltahe sa zener diode sa panahon ng daloy kasalukuyang pagpapapanatag I st. Sa kasalukuyan, ang mga zener diode ay ginawa na may stabilization voltage mula 0.7 hanggang 200 V.

Ang maximum na pinapayagang direktang pagpapapanatag kasalukuyang I st.max limitado sa halaga maximum na pinahihintulutang pagkawala ng kuryente P max, na depende naman sa temperatura kapaligiran.

Minimum na kasalukuyang stabilization I st.min ay tinutukoy ng pinakamababang halaga ng kasalukuyang sa pamamagitan ng zener diode, kung saan ang operability ng device ay ganap pa ring napanatili. Sa pagitan ng mga halaga ng I st.max at I st.min, ang volt-ampere na katangian ng zener diode ay ang pinaka-linear at bahagyang nagbabago ang boltahe ng stabilization.

Zener diode differential resistance r ST- ang halaga na tinutukoy ng ratio ng pagtaas ng boltahe ng stabilization sa device ΔU CT sa maliit na pagtaas ng kasalukuyang stabilization na naging sanhi nito Δi CT .

Ang isang zener diode na konektado sa pasulong na direksyon, tulad ng isang maginoo na diode, ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga halaga permanente direktang boltahe U pr at maximum na pinapayagang direktang kasalukuyang I pr.max.

Parametric Stabilizer

Ang pangunahing circuit para sa paglipat sa isang zener diode, na isang circuit parametric stabilizer, pati na rin ang isang reference na mapagkukunan ng boltahe sa iba pang mga uri ng mga stabilizer ay ibinigay sa ibaba.

Ang circuit na ito ay isang boltahe divider, na binubuo ng ballast risistor R1 at zener diode VD, parallel kung saan nakakonekta ang load resistance R N. Tinitiyak ng naturang boltahe stabilizer ang stabilization ng output voltage kapag nagbabago ang supply voltage U P at ang load current I N.

Isipin mo prinsipyo ng operasyon ng iskema na ito. Ang pagtaas ng boltahe sa input ng stabilizer ay humahantong sa isang pagtaas sa kasalukuyang na dumadaan sa risistor R1 at ang zener diode VD. Dahil sa kasalukuyang-boltahe na katangian nito, ang boltahe sa zener diode VD ay halos hindi magbabago, at, nang naaayon, ang boltahe sa paglaban ng pagkarga R n din. Kaya, halos lahat ng pagbabago ng boltahe ay ilalapat sa risistor R1. Kaya, medyo madaling kalkulahin ang mga kinakailangang parameter ng circuit.

Pagkalkula ng parametric stabilizer.

Ang paunang data para sa pagkalkula para sa pagkalkula ng pinakasimpleng parametric voltage stabilizer ay:

input boltahe U0;

output boltahe U1= U st - boltahe ng pagpapapanatag;

kasalukuyang output IH= IST ;

Halimbawa, kunin ang sumusunod na data: U0 = 12 V, U1 = 5 V, I H = 10 mA = 0.1 A.

1. Ayon sa boltahe ng pagpapapanatag, pumili kami ng isang zener diode ng uri ng BZX85C5V1RL (U st \u003d 5.1 V, differential resistance r st \u003d 10 Ohms).

2. Tukuyin ang kinakailangang ballast resistance R1:

3. Tukuyin ang stabilization coefficient:

4. Tukuyin ang kahusayan

Pagtaas ng kapangyarihan ng parametric stabilizer

Ang pinakamataas na lakas ng output ng pinakasimpleng parametric voltage regulator ay nakasalalay sa mga halaga ng I st.max at P max ng zener diode. Ang kapangyarihan ng parametric stabilizer ay maaaring tumaas kung ang isang transistor ay ginagamit bilang isang bahagi ng kontrol, na magsisilbing isang DC amplifier.

Parallel Stabilizer

Scheme ng PSN na may parallel na koneksyon ng isang transistor

Ang circuit ay isang tagasunod ng emitter, ang paglaban ng pagkarga R H ay konektado kahanay sa transistor VT. Ang ballast resistor R1 ay maaaring isama sa parehong collector at emitter circuits ng transistor. Ang boltahe ng pagkarga ay

Ang scheme ay gumagana tulad ng sumusunod. Sa pagtaas ng kasalukuyang sa pamamagitan ng risistor R H, at, nang naaayon, ang boltahe (U1 \u003d U CT) sa output ng stabilizer, ang base-emitter boltahe (U EB) at kasalukuyang kolektor I K ay tumaas, dahil ang transistor ay nagpapatakbo sa ang rehiyon ng amplification. Ang pagtaas sa kasalukuyang kolektor ay humahantong sa isang pagtaas sa pagbaba ng boltahe sa ballast risistor R1, na binabayaran ang pagtaas ng boltahe sa output ng stabilizer (U1 = U CT). Dahil ang kasalukuyang I ST ng zener diode ay sabay-sabay ang base current ng transistor, malinaw na ang load current sa circuit na ito ay maaaring h 21e beses na mas malaki kaysa ang pinakasimpleng scheme parametric stabilizer. Ang resistor R2 ay nagdaragdag ng kasalukuyang sa pamamagitan ng zener diode, na tinitiyak ang matatag na operasyon nito sa pinakamataas na halaga ng h21e coefficient, ang minimum na supply ng boltahe U0 at ang pinakamataas na kasalukuyang load I H.

Ang stabilization coefficient ay magiging katumbas ng

kung saan ang R VT ay ang input impedance ng tagasunod ng emitter

kung saan ang Re at R b ay ang emitter at base resistances ng transistor.

Ang paglaban Re ay nakasalalay nang malaki sa kasalukuyang emitter. Sa pagbaba ng kasalukuyang emitter, mabilis na tumataas ang resistensya Re at humahantong ito sa pagtaas ng R VT , na nagpapalala sa mga katangian ng pag-stabilize. Ang pagbabawas ng halaga ng Re ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga makapangyarihang transistors o compound transistors.

Serye stabilizer

Parametric Voltage Stabilizer, ang circuit na kung saan ay ipinakita sa ibaba, ay isang tagasunod ng emitter sa isang VT transistor na may paglaban sa pagkarga na konektado sa serye R H . Ang pinagmulan ng boltahe ng sanggunian sa circuit na ito ay ang zener diode VD.

Scheme ng PSN na may serial connection ng transistor

Stabilizer output boltahe:

Ang scheme ay gumagana tulad ng sumusunod. Sa isang pagtaas sa kasalukuyang sa pamamagitan ng risistor R H, at, nang naaayon, ang boltahe (U1 \u003d U ST), sa output ng stabilizer, ang pagbubukas ng boltahe UEB ng transistor ay bumababa at ang base kasalukuyang bumababa. Ito ay humahantong sa isang pagtaas sa boltahe sa kolektor-emitter junction, bilang isang resulta kung saan ang output boltahe ay halos hindi nagbabago. Ang pinakamainam na halaga ng reference zener diode kasalukuyang VD ay tinutukoy ng paglaban ng risistor R2 na kasama sa power supply circuit U0. Sa isang pare-pareho ang halaga ng input boltahe U0, ang base kasalukuyang ng transistor I B at ang stabilization kasalukuyang ay interconnected sa pamamagitan ng kaugnayan I B + I ST = const.

Salik ng pagpapapanatag ng circuit

kung saan ang R k ay ang collector resistance ng bipolar transistor.

Karaniwan kST ≈ 15…20.

Parametric Stabilizer Stabilization Coefficient Ang boltahe ay maaaring makabuluhang tumaas sa pamamagitan ng pagpapakilala ng isang hiwalay na pantulong na mapagkukunan na may U'0 > U1 sa circuit nito at paggamit ng isang composite transistor.

PSN circuit na may isang composite transistor at isang zener diode na pinapagana mula sa isang hiwalay na pinagmumulan ng boltahe

Ang teorya ay mabuti, ngunit ang teorya na walang kasanayan ay nanginginig lamang sa hangin.

VOLTAGE AT KASALUKUYAN

5.1. PANGKALAHATANG IMPORMASYON

Para sa normal na operasyon mga aparatong pangkomunikasyon, kinakailangan na ang supply boltahe o kasalukuyang natupok ng mga aparatong ito ay pare-pareho. At ang boltahe o kasalukuyang sa output ng mga rectifier, mga converter pare-pareho ang boltahe o ang mga baterya ay nagbabago sa paglipas ng panahon sa isang malawak na hanay sa ilalim ng impluwensya ng mga destabilizing factor: mga pagbabago sa supply boltahe at mga pagbabago sa pagkarga sa output ng rectifier, pati na rin ang mga pagbabago sa temperatura ng kapaligiran, isang pagbaba sa boltahe ng mga baterya sa panahon ng kanilang discharge, atbp.

Ang boltahe ng mga pang-industriya na network ng AC na nagbibigay ng mga rectifier, ayon sa GOST 5237-69, ay maaaring mag-iba sa loob ng -15 ... + 5% nominal na halaga. At para sa normal na operasyon ng mga aparatong pangkomunikasyon, ang pagbabago sa boltahe o kasalukuyang ng power supply ay hindi dapat lumampas sa 5 ... 0.1% ng nominal na halaga nito.

Ginagamit ang mga stabilizer upang bawasan ang impluwensya ng mga destabilizing factor. Boltahe o kasalukuyang stabilizer Ang isang aparato ay tinatawag na isang aparato na awtomatikong nagpapanatili ng isang pare-pareho ang boltahe o kasalukuyang sa isang load na may isang tiyak na antas ng katumpakan kapag nagbabago ang mga kadahilanan ng destabilizing.

Ang epekto ng destabilizing factor ay maaaring mangyari sa oras parehong mabagal at napakabilis - biglaan. Samakatuwid, ang mga stabilizer ay dapat kumilos nang awtomatiko.

Depende sa uri ng stabilized na boltahe o kasalukuyang, ang mga stabilizer ay nahahati sa direktang boltahe (kasalukuyang) stabilizer at stabilizer. AC boltahe(kasalukuyan). Ayon sa paraan ng pag-stabilize, nahahati sila sa parametric, compensation at impulse.

Sa kasalukuyan, ang kompensasyon ng boltahe (kasalukuyang) stabilizer sa mga aparatong semiconductor ay kadalasang ginagamit, na, naman, ay nahahati ayon sa mga tampok na ibinigay sa ibaba.

Ayon sa paraan ng paglipat sa elemento ng pagsasaayos at ang pagkarga: na may serial at parallel na koneksyon. Ayon sa operating mode ng regulating element: na may tuluy-tuloy at regulasyon ng pulso.

Ang kalidad ng stabilizer ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga stabilization coefficient, na nagpapakita kung gaano karaming beses ang kamag-anak na pagbabago sa output boltahe (kasalukuyan) ay mas mababa kaysa sa kamag-anak na pagbabago sa input boltahe:

Sa ako nom = const.

,

D U sa = U input max-U input min,

D U labas = U palabas. max-U palabas. min,

D ako sa = ako input max-ako input min,

D ako labas = ako palabas. max-ako palabas. min.

Ang isang mahalagang parameter ng stabilizer ay ang temperatura koepisyent para sa boltahe TKN, o g n, na nagpapakita ng pagbabago sa output boltahe na may pagbabago sa temperatura ng kapaligiran sa pare-pareho ang boltahe ng input (U sa = const) at kasalukuyang pag-load (I n = const).

Ang tagapagpahiwatig ng enerhiya ng kalidad ng stabilizer ay kahusayan (h), katumbas ng ratio ng aktibong kapangyarihan na ibinigay ng stabilizer sa load, sa aktibong kapangyarihan na natupok ng stabilizer mula sa network: h = P out / P in .

Pantatag na panloob na pagtutol r i, ay katumbas ng ratio ng pagtaas ng boltahe ng output D U out upang i-load ang kasalukuyang pagtaas D ako n sa pare-pareho ang input boltahe U sa = const, r i= D U labas /D ako n.

sa mga stabilizer ng boltahe panloob na pagtutol maaaring umabot sa ikasampu ng isang ohm.

5.2. MGA PARAMETRIC STABILIZERS

Parametric ang naturang stabilizer ay tinatawag, kung saan ang boltahe (kasalukuyang) pagpapapanatag ay isinasagawa sa pamamagitan ng paggamit ng mga katangian ng mga nonlinear na elemento na bumubuo sa komposisyon nito. Sa mga parametric stabilizer, ang destabilizing factor (pagbabago sa input voltage o load current) ay direktang nakakaapekto sa non-linear na elemento, at ang pagbabago sa output boltahe (o kasalukuyang) na nauugnay sa itinakdang halaga ay tinutukoy lamang ng antas ng nonlinearity ng ang kasalukuyang-boltahe na mga katangian ng non-linear na elemento.

Parametric AC voltage stabilizer sa isang saturated core inductor. Ang parametric stabilization ng alternating boltahe ay isinasagawa gamit ang mga elemento na may isang non-linear na kasalukuyang-boltahe na katangian para sa alternating kasalukuyang. Ang ganitong katangian (Larawan 5.1) ay may isang mabulunan na tumatakbo sa mode ng saturation ng magnetic circuit. Ang gumaganang seksyon ng katangian ng throttle ay isang non-linear na seksyon ab naaayon sa puspos na estado ng magnetic wire.

Sa stabilizer circuit, isang saturated choke L2 inilipat sa parallel sa load Z n (Larawan 5.2). Ang isang choke ay ginagamit bilang isang ballast resistance L 1, operating sa saturation mode ng magnetic circuit at pagkakaroon ng isang linear kasalukuyang-boltahe na katangian.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng scheme ay ang mga sumusunod. Sa pagtaas ng boltahe ng AC sa input ng stabilizer U ang output AC ay tataas ang output boltahe U AC output sa load at ballast line choke L 1. Ang kasalukuyang sa pamamagitan ng saturated inductor ay tataas nang husto. Ngunit sa parehong oras, ang boltahe ay bumaba sa throttle L 1 tumaas habang nasa throttle L 2 at load Z n ay tataas ng bahagya. Sa isang pagbaba sa boltahe ng input, ang mga proseso ng pagpapapanatag ay nagaganap nang katulad.

Mga kalamangan ng naturang stabilizer:

pagiging simple ng aparato;

malaking saklaw ng operating boltahe

Bahid:

mababang kahusayan (0.4 ... 0.6), dahil ang mga stabilizer ay nagpapatakbo sa mataas na alon;

mababang power factor - 0.6;

mababang stabilization factor dahil sa mataas na dynamic na pagtutol R d ( Upang st<10);

pagbaluktot ng hugis ng AC boltahe curve sa load;

malaking timbang at sukat.

5.3. FERRORESONAL STABILIZER

AC VOLTAGE

Sa isang ferroresonant regulator na kahanay sa isang saturated choke L 2 i-on ang kapasitor MULA SA(Larawan 5.3). Dalas ng resonant ng loop L 2C malapit sa dalas ng nagpapatatag na variable na boltahe, ngunit hindi katumbas nito.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang ferroresonant AC voltage regulator ay maaaring ipaliwanag gamit ang kasalukuyang-boltahe na mga katangian ng inductor L 2 at kapasitor MULA SA ipinapakita sa fig. 5.4. Sa pamamagitan ng geometric na pagdaragdag ng mga stress U L2 at U C nakukuha namin ang curve ng boltahe sa circuit L 2C. Sa isang mababang boltahe ng input, ang inductor ay unsaturated, ang inductance nito ay malaki at ang nagresultang kasalukuyang ay may capacitive character (0 sa sa fig. 5.4). Sa resonance ng mga alon sa circuit L 2C(tuldok sa) na nagreresulta sa kasalukuyang sa pamamagitan ng loop L 2C ay magiging katumbas ng zero. Sa isang karagdagang pagtaas sa input boltahe, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng circuit ay may isang inductive character (seksyon wb). Sa seksyong ito ng mga katangian, na may isang matalim na pagtaas sa kasalukuyang, ang boltahe sa circuit, at, dahil dito, sa pagkarga, bahagyang nagbabago.

Upang mapabuti ang mga tagapagpahiwatig ng kalidad ng stabilizer, ang ferroresonant stabilizer circuit ay pupunan ng isa pang inductor winding. Ito ay matatagpuan sa magnetic circuit ng isang unsaturated choke L1(Larawan 5.5). Compensation choke winding L upang i-on upang ang pagbaba ng boltahe sa kabuuan nito ay nakadirekta sa tapat ng boltahe sa circuit U L 2C. Sa kasong ito, ang resultang boltahe sa output ay ang kabuuan ng mga boltahe sa circuit at ang compensation winding U ikaw x.lane = L L 2 C+U k. Samakatuwid, ang pagbabago sa output boltahe D U ikaw x.lane =D U L 2 C+D U k ay magiging mas mababa kaysa sa kinuha lamang mula sa tabas L2C. Throttle L2 konektado bilang isang step-up autotransformer upang mabawasan ang kapasidad ng kapasitor MULA SA at nakakakuha ng mas maraming boltahe sa output ng stabilizer.

Mga kalamangan ng ferroresonant stabilizer:

mataas na kahusayan (0.85…0.9) at power factor (hanggang 0.9);

mataas na boltahe stabilization factor (hanggang 40);

malawak na saklaw ng kapangyarihan;

mahabang buhay ng serbisyo;

pagiging simple ng aparato at pagiging maaasahan ng trabaho;

paglaban sa mekanikal na stress.

Bahid:

isang makabuluhang pagbabago sa output boltahe mula sa isang pagbabago sa input boltahe bilang isang resulta ng pag-asa ng mga reactances sa dalas;

ang pagkakaroon ng electromagnetic interference (malaking stray fields ng inductances);

malalaking sukat at timbang;

pagbaluktot ng hugis ng nagpapatatag na boltahe sa pagkarga.

5.4. DC VOLTAGE REGULATORS

Sa parametric DC voltage stabilizer, ang mga resistor ay ginagamit bilang mga linear na elemento, at ang semiconductor (silicon) na zener diodes at semiconductor stabistor ay ginagamit bilang mga nonlinear na elemento.

silikon zener diode ay isang planar diode. Ang kasalukuyang-boltahe na katangian nito ay ipinapakita sa fig. 5.6, a. Ang gumaganang bahagi ng katangian ay ang reverse branch sa rehiyon

pagkasira, kung saan ang isang bahagyang pagtaas sa boltahe ay nagdudulot ng isang makabuluhang pagtaas sa kasalukuyang sa pamamagitan ng zener diode. Gayunpaman, ang pagkasira ng kuryente ng junction ay hindi nakakasira sa zener diode. Kaya, kung ang zener diode ay naka-on sa kabaligtaran na direksyon, pagkatapos ay may mga makabuluhang pagbabago sa kasalukuyang dumadaloy dito (mula sa ako st min hanggang sa I st max) ang boltahe dito ay nananatiling halos pare-pareho. Kung ang reverse boltahe sa zener diode ay lumampas sa pinapayagan, ang kapangyarihan na inilabas sa zener diode ay lumampas sa pinapayagan. Bilang isang resulta, sa kasong ito, ang electrical breakdown ay nagiging thermal, at pagkatapos ay ang p-n junction ay hindi maibabalik na nawasak.

Stabistor- isang aparatong semiconductor, ang boltahe kung saan sa direksyon ng pasulong ay bahagyang nagbabago na may mga makabuluhang pagbabago sa kasalukuyang dumadaloy dito. Ang stabistor ay kasama sa stabilization circuit sa pasulong na direksyon.

Ang isang schematic diagram ng isang parametric voltage stabilizer sa isang VD zener diode ay ipinapakita sa fig. 5.7. Paglaban ng ballast risistor R b ay pinili upang ang pagbaba ng boltahe sa kabuuan nito ay (0.5 ... 3) U n.

Sa pagtaas ng boltahe sa input ng stabilizer U input boltahe sa output nito U palabas, i.e. sa load R n ay may posibilidad na tumaas. Ngunit isang bahagyang pagtaas sa boltahe D U st sa isang zener diode VD nagiging sanhi ng isang matalim na pagtaas sa kasalukuyang sa pamamagitan nito. Pinapataas nito ang pagbaba ng boltahe sa ballast resistor. R b, at ang boltahe sa pagkarga R n bahagyang nagbabago. Pagtaas ng boltahe sa input ng stabilizer D U Ang input ay ipinamamahagi sa pagitan ng pagbabago ng boltahe sa ballast resistor D U R b sa zener diode D U st: D U sa -D U R b + D U Art. Dahil ang paglaban ng ballast risistor R b higit pa kaysa sa paglaban ng zener diode R d ( R b >> R e), pagkatapos ay halos ang buong pagbabago sa input boltahe ay inilalaan sa paglaban ng zener diode R at nananatiling stable ang boltahe sa load.

Ang kahusayan ng naturang zener diode ay hindi lalampas sa 30%, at ang stabilization coefficient Upang st =50. Upang makakuha ng isang mas malaking koepisyent ng pag-stabilize, ginagamit ang isang cascade connection ng zener diodes, ngunit sa parehong oras, ang kahusayan ng stabilizer ay bumababa nang husto. Upang makakuha ng boltahe na mas malaki kaysa sa mga parameter ng isang zener diode na pinapayagan, sila ay konektado sa serye (Larawan 5.8, b).

Sa pagtaas ng ambient temperature para sa silicon zener diodes, tumataas ang reverse voltage drop, at bumababa ang forward voltage drop. Samakatuwid, ang mga silikon na zener diode na konektado sa reverse direksyon ay may positibong koepisyent ng temperatura ng boltahe TKV, at ang parehong zener diode na konektado sa pasulong na direksyon ay may negatibong TKV. Para sa thermal compensation, ang isang diode na may negatibong TKN ay konektado sa serye na may zener diode, o isang zener diode sa pasulong na direksyon, na may negatibong TKN (Larawan 5.8). Upang ganap na mabayaran ang positibong TKN ng isang zener diode, kinakailangan na i-on ang ilang zener diode sa pasulong na direksyon, na may negatibong TKN.

Ang mga parametric DC voltage stabilizer sa silicon zener diodes ay may mga sumusunod na disadvantages:

maliit na pinapayagang kapangyarihan sa pagkarga (0.5 ... 3 W),

mababang stabilization coefficient (hanggang 30);

mataas na output impedance ng stabilizer (6 ... 20 ohms);

pagtitiwala ng mga parameter ng zener diode sa temperatura;

mababang kahusayan (hanggang sa 30%).

Dahil sa mga pagkukulang na ito, ang mga parametric stabilizer batay sa silicon zener diodes ay ginagamit upang patatagin ang supply boltahe ng mga node ng auxiliary na kagamitan sa komunikasyon, kung saan hindi kinakailangan ang mataas na kalidad na mga tagapagpahiwatig.

Mga kalamangan: pagiging simple ng scheme, maliit na sukat at timbang.

Ang mga parametric stabilizer na nakabatay sa silicon zener diodes ay malawakang ginagamit sa compensating voltage stabilizer bilang reference na pinagmumulan ng boltahe.

Sa isang two-stage parametric stabilizer, ang circuit na kung saan ay ipinapakita sa fig. 5.8, b, isang yugto ng output na binubuo ng isang zener diode VD 1 at pagsusubo ng risistor R b2, na pinapagana ng isang paunang stabilizer na ginawa sa mga zener diode VD 2, VD 3, at risistor R b1. Ang stabilization coefficient ng naturang circuit ay katumbas ng produkto ng stabilization coefficient ng mga indibidwal na yugto.

Parametric DC stabilizer ay isinasagawa sa mga nonlinear na elemento, ang kasalukuyang kung saan ay nakasalalay nang kaunti sa boltahe na inilapat sa kanila. Bilang isang elemento, ginagamit ang isang field-effect transistor o isang depleted-type na MOSFET. Mula sa mga katangian ng mga transistor na ito, na ipinapakita sa fig. 5.9, makikita na sa isang pare-parehong boltahe ng gate-source, ang kasalukuyang alisan ng tubig ay bahagyang nagbabago sa isang pagbabago sa boltahe ng pinagmumulan ng alisan ng tubig.

Sa fig. Ang 5.10 ay nagpapakita ng diagram ng parametric DC stabilizer sa isang field-effect transistor na may pinaikling partisipasyon ng gate-source. Transistor sa serye na may paglaban sa pagkarga R n.

Ang kawalan ng circuit na ito ay ang kawalan ng kakayahang tumpak na itakda ang halaga ng nagpapatatag na kasalukuyang dahil sa pagkalat ng mga parameter ng field-effect transistors. Ngunit sa pamamagitan ng pagsasama ng isang awtomatikong bias resistor sa source circuit (Larawan 5.11), maaari kang bumuo ng isang adjustable kasalukuyang stabilizer.

Ang mga kasalukuyang stabilizer ay ginagamit sa parametric DC voltage stabilizer upang patatagin ang input current. Ito ay kasama sa halip na pagsusubo ng paglaban (Larawan 5.12), na nagpapataas ng koepisyent ng pagpapapanatag. Kapag nagbago ang boltahe ng input, ang kasalukuyang input, ang kasalukuyang stabilizer, at, dahil dito, bahagyang nagbabago ang boltahe ng output. Ang paggamit ng isang transistor kasalukuyang regulator sa halip na isang pagsusubo risistor ay ginagawang posible upang madagdagan ang kahusayan ng isang parametric boltahe regulator, dahil ito ay nagpapatakbo sa mas mababang mga halaga ng input boltahe.

5.5. MGA STABILIZER NG KASUNDUAN

DC VOLTAGE NA MAY PATULOY NA REGULASYON

Compensation Voltage Stabilizer na may Tuloy-tuloy na Regulasyon ay mga closed-loop control system o deviation control system. Isinasagawa ang mga ito ayon sa mga block diagram na ipinapakita sa Fig. 5.13.

Ang output boltahe ay sinusukat ng elemento ng pagsukat at inihambing sa reference na boltahe sa circuit ng paghahambing (CC). Kapag ang output boltahe ay lumihis mula sa itinakdang halaga, ang isang error na signal ay nabuo sa SS output, na pinalakas ng amplifier (U) at pinapakain sa control element (RE). Sa ilalim ng impluwensya ng signal ng mismatch, nagbabago ang panloob na pagtutol ng RE, at, dahil dito, bumababa ang boltahe dito. Ang pagpapalit ng boltahe sa RE ay nagbabayad para sa paglihis ng output boltahe U wala sa itinakdang halaga na may tiyak na antas ng katumpakan. Kaya, sa pagtatapos ng proseso ng pag-stabilize, ang output boltahe ay magpapatatag:

U labas = U sa + U R e \u003d const.

Schematic diagram ng isang compensating DC voltage stabilizer na may serial connection ng RE at load R n ay ipinapakita sa fig. 5.14. Ang mga pag-andar ng CC ay ginagampanan ng isang tulay na binubuo ng mga resistors R2, R3, R4 at zener diode VD1. Pag-andar ng amplifier - transistor VT2, RE function - transistor VT1. Ang reference na boltahe ay ang stabilization boltahe ng zener diode VD1, na kasama ang risistor R2 bumubuo ng parametric constant voltage stabilizer. Ito ay pinapagana ng output boltahe ng stabilizer, na inilalapat sa dayagonal ng tulay ( ab). Ang seksyon ng emitter-base ng transistor ay konektado sa iba pang dayagonal ng tulay VT2(input ng amplifier). Resistor R1 ay ang load sa collector circuit ng amplifier VT2.

Pag-stabilize ng boltahe U ang output sa load ay isinasagawa bilang mga sumusunod. Ipagpalagay na ang boltahe sa input ng stabilizer U nabawasan ang vx. Output boltahe U bababa din muna ang output ng stabilizer. Bilang isang resulta, ang pagbaba ng boltahe sa risistor ay bababa. R4 susunod na divisor R3, R4. Ito ay isang pagbaba ng boltahe U2 kumpara sa reference na boltahe ng zener diode VD1 at papunta sa base ng transistor VT2. Potensyal ng emitter VT2 nananatiling hindi nagbabago, dahil ito ay tinutukoy ng reference na boltahe U op. Samakatuwid, ang positibong potensyal ng base VT2 bababa, na magdudulot ng pagbaba sa kasalukuyang kolektor VT2, na nagreresulta sa pagbaba sa pagbaba ng boltahe sa risistor R1 at ang base potensyal ng transistor VT1 patungkol sa kolektor. Potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng base at emitter VT1 naging mas. Bilang resulta, ang paglaban ng seksyon ng emitter-collector ng regulating transistor ay bababa VT1 at ang boltahe ay bumababa dito, at ang boltahe sa buong load R mababawi ang humigit-kumulang sa nominal na halaga.

Ang circuit ng pampatatag ng kompensasyon na may seryeng koneksyon ng nagre-regulate na transistor at ang load ay may mataas na stabilization coefficient Upang st.n boltahe at mababang output resistance lamang sa mababang load kasalukuyang (hindi hihigit sa 10 mA). Ang dahilan para sa mababang pagpapapanatag sa circuit na ito ay sa regulating transistor VT1 habang nagbabago ang boltahe ng input, gayon din ang kasalukuyang base ako b.r., na humahantong sa pagbaba sa kalidad ng pagpapapanatag.

Upang madagdagan ang koepisyent ng stabilization ng boltahe Upang st.n ito ay kinakailangan na ang kolektor kasalukuyang ako k.u VT2 ay higit pa sa base kasalukuyang ako b2 ( ako c.u. >> 10 ako b.r.).

Kapag natugunan ang kundisyong ito, bumababa ang boltahe sa risistor R1 pangunahing tinutukoy ng kasalukuyang kolektor ng amplifier VT2 I c.u., at ang pagbabago sa base kasalukuyang ako Ang b.r ay magdedepende na ngayon sa pagbaba ng boltahe sa risistor R1. Pagtupad sa kondisyon ako c.u. >> 10 ako Ang b.r ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng composite control transistor at pagpapagana ng amplifier mula sa isang hiwalay na pinagmumulan ng kuryente.

Ang isang schematic diagram ng power supply ng amplifier mula sa isang hiwalay na pinagmumulan ng stabilized ay ipinapakita sa fig. 5.15. Narito ang kapangyarihan ng amplifier VT3 isinasagawa sa pamamagitan ng kabuuan ng mga nagpapatatag na boltahe U labas + U VD2. Boltahe U VD2, pinatatag ng isang parametric stabilizer na naka-on VD2 at ballast risistor R3, nakuha mula sa isang hiwalay na pinagmulan U sa2.

Sa kompensasyon ng DC boltahe stabilizer, posible na ayusin ang output boltahe U palabas. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagbabago ng paglaban ng variable na risistor R4. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng boltahe sa base ng amplifying transistor, maaari mong baguhin ang kasalukuyang kolektor nito ako k.u., at dahil dito, ang pagbaba ng boltahe mula sa kasalukuyang ito sa kabila ng risistor R1, bilang isang resulta kung saan ang paglaban ng emitter-collector junction ng regulating transistor ay nagbabago. Bilang isang resulta, ang nagpapatatag na boltahe ay magbabago U sa loob ng ilang mga limitasyon.

Upang patatagin ang mga parameter ng amplifier kapag nagbabago ang temperatura ng kapaligiran, ginagamit ang isang differential DC amplifier sa mga circuit ng mga stabilizer ng kompensasyon.

Ang isang schematic diagram ng tulad ng isang emitter-coupled amplifier ay ipinapakita sa fig. 5.16. Ang amplifier ay konektado sa output boltahe ng stabilizer U vyh.st. Para sa isang pasukan U input2 bahagi ng boltahe ay ibinibigay mula sa output ng stabilizer sa pamamagitan ng tracking divider R5, R6. Sa isa pang input ng amplifier U input1 ang reference na boltahe ay ibinibigay mula sa zener diode VD at risistor R1.

Ang pagbabago sa ambient temperature ay nagdudulot ng pagbabago sa collector currents ng mga transistor VT1 at VT2. At dahil ang mga transistor na ito ay konektado ng isang karaniwang risistor sa emitter circuit R3, ang pagtaas sa kasalukuyang kolektor ng isa sa mga transistor ay nagdudulot ng pagbaba

kolektor ng kasalukuyang ng iba. Bilang isang resulta, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng risistor R3 at ang output boltahe ng amplifier U bahagyang nagbabago ang mga output. Sa isang DC differential amplifier, ang temperatura drift ng emitter-base boltahe ng mga transistors ay nabayaran VT1 at VT2.

Ang diagram ng eskematiko ng isang regulator ng boltahe ng semiconductor na may isang transistor na konektado sa parallel ay ipinapakita sa fig. 5.17. Binubuo ito ng isang regulating transistor VT1, ballast risistor R b, amplifying element sa isang transistor VT2 at risistor R3, reference na pinagmulan ng boltahe (ION) VD1 at R b1, divider ng boltahe R1, RP, R2, karagdagang mapagkukunan U 0 at R b2, VD2 para paganahin ang amplifying element ng circuit at ang output capacitance MULA SA.

Ang pag-stabilize ng boltahe ay isinasagawa bilang mga sumusunod. Habang tumataas ang input boltahe, ang output boltahe ay nagsisimulang tumaas. U palabas. Ang pagbaba ng boltahe sa risistor ay tataas din. R2 U labas2 . Ang base potensyal ay magiging mas negatibo na may paggalang sa emitter. Pinapalakas ang kasalukuyang kolektor ng transistor VT2 tataas. Ito ay magdudulot ng pagtaas sa pagbaba ng boltahe sa risistor. R3. Bilang resulta nito, tataas ang negatibong potensyal sa base ng regulating transistor. VT1, na magpapataas ng kasalukuyang kolektor ako k1 at magdudulot ng paglaki kabuuang kasalukuyang scheme ako 1 = ako k1 + ako n. At dahil dito, ang pagbaba ng boltahe sa ballast risistor ay tataas R b, na magdudulot ng pagbaba sa boltahe sa output ng stabilizer sa orihinal na halaga nito. Ang output boltahe ay nababagay variable na risistor RP.

Ang mga pangunahing bentahe ng mga stabilizer na may parallel na koneksyon ng RE kumpara sa mga stabilizer na may serial connection ng RE: pare-pareho ang kasalukuyang input na may mga pagbabago sa paglaban ng pagkarga (sa pare-pareho ang boltahe ng input) at kawalan ng pakiramdam sa mga maikling circuit sa output.

Kakulangan: mababang kahusayan.

Ang istrukturang diagram ng DC compensating stabilizer na may serial connection ng RE ay ipinapakita sa fig. 5.18. Ang boltahe sa elemento ng pagsukat na IE ay linearly depende sa pagbabago sa kasalukuyang load ako n. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng scheme ay ang mga sumusunod. Kapag nagbago ang resistensya ng pagkarga R n ang kasalukuyang pag-load ay nagsisimulang magbago ako n ano ang sanhi ng pagbabago; pagbaba ng boltahe sa buong IE. Ang boltahe sa IE ay inihambing sa boltahe ng sanggunian, at ang kanilang pagkakaiba ay pinapakain sa input ng DC amplifier UPT, pinalakas at kumikilos sa elemento ng kontrol ng RE.

Ang paglaban ng elemento ng regulasyon ay nagbabago upang ang paglihis ng kasalukuyang pagkarga ay mabayaran ako n mula sa nominal na halaga.

Ang diagram ng eskematiko ng kasalukuyang stabilizer ng kompensasyon ay ipinapakita sa fig. 5.19. Dito ang pag-andar ng elemento ng pagsukat ay ginagawa ng risistor R4. Ipagpalagay na ang paglaban ng pagkarga ay nabawasan. Mag-load ng kasalukuyang ako n nadagdagan, ang pagbaba ng boltahe sa risistor R4 nadagdagan din. Bilang resulta, ang positibong potensyal sa base ng amplifying transistor VT3 nadadagdagan. Potensyal ng emitter VT3, na tinutukoy ng reference na pinagmulan ng boltahe sa stabilizer VD1, Hindi magbabago. Kasalukuyang kolektor VT3 at ang pagbaba ng boltahe sa risistor R1 pagtaas, pagpapababa ng potensyal ng base ng composite transistor ng regulating element VT1, VT2. Bumababa ang base current ng composite transistor. Pagbaba ng boltahe sa junction ng emitter-collector ng transistor VT1 tumataas, binabawasan ang boltahe sa paglaban ng pagkarga R n. Ang nagresultang pagtaas sa kasalukuyang ay binabayaran at pinananatili sa isang naibigay na antas na may isang tiyak na antas ng katumpakan. Ang pagpapapanatag ng kasalukuyang dumadaloy sa pagbabago ng paglaban ng pagkarga ay isinasagawa sa pamamagitan ng awtomatikong pagbabago ng boltahe na inilapat sa paglaban na ito.

5.6. STABILIZER NG COMPENSATION

AC VOLTAGE

Upang patatagin ang alternating boltahe, ang mga ferromagnetic na aparato ay ginagamit bilang isang elemento ng regulasyon, ang paglaban nito ay alternating current nag-iiba depende sa kasalukuyang DC na nabuo ng feedback circuit.

Ang pinakasimpleng functional kompensasyon boltahe regulator circuit ipinapakita sa fig. 5.20. Variable output boltahe deviation U Ang vyh.per mula sa nominal na halaga ay sinusukat ng elemento ng pagsukat na IE at inihambing sa boltahe ng sanggunian. Ang mismatch signal na nakuha bilang resulta ng paghahambing ay pinalakas ng DC amplifier UPT. Pinalakas na kasalukuyang ako y pumapasok sa control winding ng OS ng saturation reactor ng launch vehicle at binabago ang antas ng magnetization ng magnetic circuit ng launch vehicle. Binabago nito ang paglaban gumaganang paikot-ikot RO sa alternating current, at dahil dito, bumababa ang boltahe sa kabuuan nito, na nagbabayad para sa paglihis ng epektibo o amplitude na output boltahe mula sa nominal na halaga. Ang UPT ay pinapagana mula sa isang hiwalay na VSV rectifier.

Mga kalamangan ng isang AC voltage regulator na may saturation reactor:

mataas na stabilization coefficient (ilang daang);

mataas na kahusayan (0.9);

mababang sensitivity sa mga pagbabago sa dalas ng input boltahe.

Bahid:

malaking timbang at sukat;

malaking pagkawalang-kilos ng tugon: ang paglihis ng boltahe ng output ay binabayaran sa sampu-daang millisecond pagkatapos lumitaw ang paglihis;

malakas na pagbaluktot ng hugis ng curve ng output AC boltahe, kung saan ang ikatlong maharmonya ay nananaig;

malaking pagkakaiba sa pagitan ng input at output boltahe.

Nangungunang pagganap Ang kalidad ng pag-stabilize ng boltahe ng AC ay maaaring makuha sa pamamagitan ng paggamit ng mga transformer at autotransformer na may muling pamamahagi ng boltahe bilang isang elemento ng kontrol. Sa kanila, ang kapangyarihan ay nahahati sa adjustable at unregulated. Ang nagpapatatag sa mga ito ay ang boltahe ng bahagi lamang ng daloy ng kuryente, na nauugnay sa isang pagbabago sa input boltahe U in. Samakatuwid, ang elemento ng regulasyon ng naturang stabilizer ay ginaganap sa isang mababang kapangyarihan, na tinutukoy ng kasalukuyang pag-load at ang pagbabago sa boltahe ng input U input

Ang Voltage Sharing Transformer (TrPN) ay may tatlong magkakahiwalay na magnetic circuit a, b, Sa(Larawan 5.21). Sa dalawang magnetic circuit ( a at b) may mga control windings W l a at W 1 b, na idinisenyo upang baguhin ang antas ng bias depende sa pare-pareho ang mga boltahe na ibinibigay sa kanila U y a at U y b.

Ang pangunahing daloy ng kapangyarihan ay ipinadala ng isang di-saturable na transpormer sa isang magnetic circuit Sa. Mga transformer ng magnetic core a at b dinisenyo upang baguhin ang boltahe. Ang pangunahing windings ay konektado sa serye at konektado sa parallel sa pangunahing paikot-ikot. W 1 transpormer sa magnetic core Sa pagpapadala ng pangunahing daloy ng kuryente. Lahat ng pangalawang windings ng mga transformer W 2 a, W 2 b at W 2 c magkakaugnay sa serye. Bukod dito, ang paikot-ikot W 2a kasama sa tapat ng windings W 2 c at W 2 b.

Ang boltahe sa output ng naturang aparato ay katumbas ng geometric na kabuuan ng mga boltahe na kinuha mula sa lahat pangalawang windings W 2 a, W 2 c:

U labas = U 2a + W 2b + W 2c .

Habang tumataas ang output boltahe U output sa bawat paikot-ikot na pagtaas ng boltahe D U 2 a, D U 2 b, D U 2 c. Upang bawasan ang paglihis ng boltahe ng output D U kailangan mong dagdagan |D U 2 a| at bawasan |D U 2 b|. At para dito, ang antas ng magnetization ng magnetic circuit a dapat bawasan, at ang magnetic circuit b- pagtaas. Ginagawa ito gamit ang isang control scheme.

Ang parehong elemento ng regulasyon ay maaaring isang autotransformer na may muling pamamahagi ng boltahe (ATrPN).

5.7. MGA STABILIZER NG KASUNDUAN

SA MICROSCIRCUIT

Sa kasalukuyan, ang industriya ay gumagawa ng integral compensation DC voltage stabilizer na may tuluy-tuloy na regulasyon ng serye ng K142EN ng tatlong grupo:

1. K142EN1; K142EN2; K142EN2A; KN2EN2B at K142ENZ; K142EN4 - na may adjustable na boltahe ng output mula 3 hanggang 30 V.

2. K142EN5; K142EN5A; K142EN5B - na may nakapirming boltahe ng output na 5 at 6 V.

4. K142EN6 - na may bipolar adjustable output voltage mula 5 hanggang 15 V.

Mga kalamangan ng integral DC voltage stabilizer ng uri ng kompensasyon na may tuluy-tuloy na regulasyon:

mataas na stabilization factor ( K st.n > 1000);

mababang output impedance ( R palabas. min £ 10 - 4 Ohm);

pagkawalang-kilos ng trabaho;

mataas na pagiging maaasahan;

walang pakikialam.

Bahid:

ang pangangailangan na gumamit ng mga radiator na nagpapataas ng laki at timbang;

mababang kahusayan (0.4 ... 0.5).

Ang mga stabilizer na K142EN1 at K142EN2 ay kadalasang ginagamit. Bilang karagdagan sa kanilang pangunahing layunin, ginagamit ang mga ito bilang mga aktibong smoothing filter, kasalukuyang stabilizer, threshold device, proteksyon na device, atbp.

Sa fig. Ang 5.22 ay nagpapakita ng isang diagram ng isang pinagsama-samang uri ng pampatatag ng kompensasyon at isa sa mga paraan upang i-on ito. Ang regulating element ng stabilizer ay ginawa sa isang composite transistor VT4, VT3. Ang pinagmulan ng boltahe ng sanggunian ay isang parametric stabilizer sa isang zener diode VD1. Sangguniang boltahe mula sa zener diode VD1 pumapasok sa input ng tagasunod ng emitter sa transistor VT5 at mga resistor R1, R2. Sa thermocompensating diode VD2 at risistor R2 sa input ng transistor VT6 ang patuloy na boltahe ay ibinibigay. Transistor VT6 konektado ayon sa pamamaraan ng tagasunod ng emitter, ang pag-load kung saan ay ang risistor R3. Boltahe ng risistor R3 pare-pareho at katumbas ng boltahe sa risistor R2. Ang DC amplifier ay ginawa sa mga transistor VT7 at VT2. Field-effect transistor VT2 ay ang collector load ng transistor VT7. Transistor VT2 ay may malaking paglaban sa kaugalian, na nagpapataas ng nakuha ng DC at binabawasan ang epekto ng mga pagbabago sa boltahe ng input sa output.

Ang isang transistor ay kasama sa circuit upang maprotektahan ang stabilizer mula sa mga maikling circuit at labis na karga. VT9. Ang pag-off ng stabilizer ay maaaring gawin gamit ang isang transistor VT8. Para gumana ang stabilizer, kailangan mong ikonekta ang isang feedback divider sa circuit R8, R9, na may sanggunian na pinagmulan ng boltahe ay bumubuo ng isang control circuit. Bilang karagdagan, ang mga resistor ng circuit ng proteksyon ay dapat na konektado sa circuit. R5-R7 at output kapasitor MULA SA.

Ang scheme ay gumagana tulad ng sumusunod. Habang tumataas ang boltahe ng input, tumataas din ang boltahe ng output. U palabas. Tumaas na pag-igting sa ibabang braso R9 U R 9 at samakatuwid ang positibong potensyal sa base ng transistor VT7 tataas. Ang base at collector current nito ay tataas. Ang pagbaba ng boltahe sa buong load ng transistor ay tataas VT7, ibig sabihin. sa VT2, na hahantong sa pagbaba sa mga agos ng base ng elementong nagre-regulate VT3, VT4, na malapit, at ang kolektor-emitter boltahe ng transistor VT4 nadadagdagan. Ito ay humahantong sa isang pagbawas sa output boltahe sa orihinal na halaga nito. Ang output boltahe sa circuit ay kinokontrol ng isang variable na risistor R8.

Ang proteksyon ng stabilizer laban sa mga short circuit at overload ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-lock ng composite control transistor. Sa normal na mode at may maliit na kasalukuyang overloads, ang boltahe sa buong risistor R7(kasalukuyang sensor) mas kaunting boltahe sa risistor R5. batay sa transistor VT9- negatibong potensyal na may paggalang sa naglalabas nito. Transistor VT9 sarado. Sa makabuluhang labis na karga at short circuit boltahe ng risistor R7 nadadagdagan. At sa lalong madaling ang boltahe sa buong risistor R7 lumampas sa boltahe sa risistor R5, potensyal na base ng transistor R9 nagiging positibo kaugnay ng naglalabas nito. Transistor VT9 bubukas, at tumataas ang base at mga agos ng kolektor nito. Kasalukuyang pagtaas ng kolektor VT9 ay humahantong sa isang pagbawas sa mga base na alon ng mga transistor VT3, VT4. Isinasara nila, ang kasalukuyang sa load circuit ay limitado.

Ang remote shutdown ng stabilizer ay isinasagawa sa pamamagitan ng paglalapat ng panlabas na positibong signal sa base ng transistor VT8. Ito ay bubukas, at ang composite regulating transistor VT3, VT4 ay nakasarado. Ang boltahe sa output ng stabilizer ay bumababa sa zero.

5.8. MGA PULSE STABILIZERS

Ang isang boltahe (kasalukuyang) stabilizer, ang nagre-regulate na elemento kung saan gumagana sa periodic switching mode, ay tinatawag pulse regulated stabilizer o pagpapalit ng stabilizer (key).

Ang pagpapalit ng mga stabilizer ay nahahati sa:

ayon sa paraan ng paglipat sa elemento ng regulasyon - sa serial at parallel;

ayon sa paraan ng kontrol (regulasyon) - para sa mga stabilizer na may pulse-width modulation - pulse-width (PWM); na may pulse-frequency modulation - frequency-pulse (PFM);

relay o dalawang posisyon.

Natatanging katangian Ang paglipat ng mga stabilizer ay ang mataas na kahusayan ng stabilizer sa kabuuan (hanggang sa 0.9). Ito ay isang kinahinatnan ng pulse mode ng pagpapatakbo ng regulated element, kung saan ang pinaka makabuluhang bahagi ng kapangyarihan na nawala sa mga elemento ng stabilizer circuit ay inilabas. Ang regulating element sa switching stabilizers ay pana-panahong pagsasara at pagbubukas ng transistor switch. Sa switching mode, ang transistor ay nasa saturation at cutoff mode sa halos lahat ng oras. Sa mga mode na ito, ang kapangyarihan na inilabas sa mga transistor ay maliit, dahil ang alinman sa boltahe o ang kasalukuyang ng transistor ay napakaliit. At ang aktibong switching mode ay napakabilis. Samakatuwid, ang pagkawala ng kapangyarihan sa elemento ng regulasyon ay maliit.

Prinsipyo ng pagpapatakbo switching regulator Ang boltahe ng DC ay ang mga sumusunod. DC input boltahe U input sa tulong ng isang regulating elemento ay convert sa isang pulso at fed sa output, sa load, din sa anyo ng mga pulses. Samakatuwid, upang makakuha ng patuloy na output ng boltahe sa isang switching regulator, kailangan ang isang smoothing filter. Kapag ang tagal ng control pulses ay nagbabago, ang tagal ng output boltahe pulses ay nagbabago nang naaayon, at, dahil dito, ang average na halaga ng boltahe sa load ay nagbabago din. Kung ngayon ang isang signal ay ipinakilala sa control circuit na proporsyonal sa paglihis ng average na boltahe sa pagkarga mula sa tinukoy, pagkatapos ay ang output boltahe ay magpapatatag sa circuit.

Ang block diagram ng switching voltage regulator ay ipinapakita sa fig. 5.23. Kasama sa stabilizer ang: isang elementong nagre-regulate RE, nagpapakinis na filter SF at isang control circuit na binubuo ng isang comparison circuit SS, amplifier Sa at converter P. Ang circuit ng paghahambing at ang amplifier ay kapareho ng sa tuluy-tuloy na mga stabilizer ng kompensasyon. Ang mga generator ng pulso ay ginagamit bilang isang converter: multivibrator, trigger.

5.9. MGA STABILIZER

MAY DALAWANG-POSITION REGULATION

Sa mga stabilizer na may on-off na regulasyon, pareho ang dalas ng pagpapatakbo ng susi at ang tagal ng saradong estado nito ay nagbabago. Sa kasong ito, ang control element ay lumilipat mula sa closed state patungo sa open state at vice versa kapag ang output voltage ay umabot sa threshold para sa actuation o release ng servo system na kumokontrol sa pagpapatakbo ng control element.

Schematic diagram ng switching regulator ng two-position (relay) boltahe ay ipinapakita sa fig. 5.24. Kabilang dito ang mga sumusunod na elemento: isang regulating element sa isang composite transistor VT11, VT12, filter ( LC n, VD2), isang circuit ng paghahambing at isang DC amplifier ( R1, RP, R2, VD siya, R G, VT y), tunnel diode flip-flop VD tg, transistor VT4 at risistor R8, intermediate amplifier ( VT3, R3, R4, R5). Ang pag-lock ng regulating transistor ay isinasagawa gamit ang isang transistor VT2. Mga elemento R6, R zap, VD1, MULA SA Ang zap ay nagbibigay ng maaasahang pag-lock ng nagre-regulate na transistor. Kadena R9, C1 pinatataas ang dalas ng mga self-oscillations ng stabilizer.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng scheme ay ang mga sumusunod. Ang isang pare-parehong boltahe ay inilalapat sa input ng stabilizer U input Ipagpalagay natin na ang boltahe sa output ng stabilizer ay bumaba sa isang halaga na katumbas ng trigger boltahe sa VT4 at VD tg. trigger fired, transistor VT4 magsasara, at ang kasalukuyang kolektor nito ay tumalon sa zero. kasalukuyang sa pamamagitan ng risistor R5 ay hindi tumagas, ang positibong potensyal ng base nito ay nabawasan, at ito ay nagsasara. kasalukuyang sa pamamagitan ng R3 walang leakage, base potential VT2 tumataas at VT2 nagsasara. mga transistor VT12 at VT11 bukas, pampalapot MULA SA Ang Zap ay sinisingil sa pamamagitan ng isang risistor R6, boltahe sa input ng filter sa mga puntos PERO, B tumalon sa boltahe U input, diode VD2 nagsasara, habang nagiging positibo ang potensyal ng cathode nito. Kasalukuyan sa pamamagitan ng nagre-regulate na transistor VT11 at ang inductor ay nagsisimulang tumaas, at ang boltahe sa output ng stabilizer ay bumababa hanggang sa bumaba ito sa isang halaga na katumbas ng kasalukuyang load. ako n, pagkatapos nito ay nagsisimula itong lumaki.

Habang tumataas ang output boltahe, ang base potensyal VT y nagiging mas positibo at tumataas ang kasalukuyang kolektor nito. Kapag ang output boltahe ay umabot sa halaga U labas + D U tg / a (kung saan ang isang transfer coefficient ng divider), kasalukuyang kolektor VT y umabot sa kasalukuyang biyahe, ang trigger ay nagpaputok, ang transistor VT4 bubukas, at ang agos ng kolektor nito ay tataas nang bigla sa pinakamataas na halaga. mga transistor VT3 at VT2 bukas. Kapasitor MULA SA kumokonekta ang zap sa pamamagitan ng VT2 sa seksyon ng base-emitter ng mga transistor VT12, VT11 at nagsara sila. Sa oras na ito, ang inductor ay pinalabas sa pamamagitan ng diode VD2. Habang ang inductor kasalukuyang L mas maraming kasalukuyang pag-load, ang boltahe sa output ng stabilizer ay tumataas, at pagkatapos ay nagsisimulang bumaba. At sa parehong oras, ang positibong boltahe sa base ng amplifying transistor ay bababa. VT y at bumababa ang base at collector current nito. Kapag ang output boltahe ay bumaba sa halaga U labas - D U tg /a, kasalukuyang kolektor VT y ay bababa sa halaga ng trigger release kasalukuyang. Pinaputok ang trigger, mga transistor VT4, VT3, VT2 malapit, at ang mga transistor VT12 at VT11 bukas. Ang kasalukuyang kolektor ng regulating transistor ay nagsisimulang tumaas muli VT11, at samakatuwid ay ang kasalukuyang inductor. Sa hinaharap, ang proseso ay patuloy na paulit-ulit. Bilang isang resulta, ang average na halaga ng output boltahe ay nananatiling pare-pareho na may isang tiyak na antas ng katumpakan.

Mga kalamangan ng isang stabilizer na kinokontrol ng relay: pagiging simple ng circuit at medyo mataas na bilis.

Disadvantage: ang pagkakaroon ng mga ripples sa output.

5.10. MGA PULSE STABILIZERS

MAY PULSE-WIDTH CONTROL

Ang paraan ng pagkontrol sa pagpapatakbo ng regulating transistor ng isang pulse stabilizer, kung saan ang isang control signal na may pare-parehong panahon ng pag-uulit at pagbabago depende sa pagbabago sa output boltahe na may tagal ng pulso, ay inilapat sa base, ay tinatawag na pulse- lapad. Ang isang aparato na nagko-convert ng tuluy-tuloy na signal sa mga pulso na may iba't ibang tagal ay tinatawag na pulse-width modulator, at ang naturang stabilizer ay isang pulse-width modulated stabilizer. Sa isang pulse-width signal na may pare-parehong panahon ng pag-uulit ng pulso T at = mga pagbabago sa const fill factor K h = t n/ T n. Mayroong dalawang mga paraan upang baguhin ang tagal ng mga pulso kapag ang output boltahe ng stabilizer ay lumihis - ang una at pangalawang uri.

Kung ang paglihis ng output boltahe ng stabilizer ay nagdudulot ng pagbabago sa operating mode ng pulse generator (PG), sa output kung saan nabuo ang mga pulso ng iba't ibang tagal, kung gayon ang pamamaraang ito ng pagbuo ng pulse signal ay tinatawag na pulse-width modulation ng unang uri. Ang isang block diagram ng isang switching DC voltage regulator na may PWM ng unang uri ay ipinapakita sa fig. 5.25, a.

Kung ang boltahe sa output ng stabilizer U ang output ay inihambing sa isang linearly iba't ibang boltahe U pl ( t) pagkakaroon ng patuloy na panahon ng pag-uulit T(Larawan 5.26), at ang tagal ng mga pulso na nauugnay sa mga pare-parehong halaga nt ay tinutukoy ng sandali ng paghahambing ng mga boltahe na ito, kung gayon ang pamamaraang ito ng pagbuo ng isang pulse signal ay tinatawag na pulse-width modulation ng pangalawang uri. Ang block diagram ng naturang stabilizer ay ipinapakita sa fig. 5.25, b.

Ang proseso ng pagbuo ng isang pulse signal sa isang pulse-width modulator ng pangalawang uri ay ipinapakita sa fig. 5.26. Dito, ang itaas na graph ay nagpapakita ng mga sawtooth pulse na may linearly na nagbabago na nangungunang gilid. U pl ( t). Sa parehong graph, ang curve U labas ( t) inilalarawan ang nagbabagong boltahe sa output ng stabilizer. Ang mas mababang graph ay nagpapakita ng mga pulso na ang lapad (tagal) ay nagbabago sa output boltahe ng stabilizer. Ang mga simula ng mga pulso ng itaas at mas mababang mga graph ay nag-tutugma, at ang mga dulo ay tinutukoy ng output boltahe. Bilang isang resulta, ang mga pulso ay nakuha, ang lapad nito ay proporsyonal sa mga deviations ng output boltahe.

Ang isang schematic diagram ng isang PWM stabilizer ay ipinapakita sa fig. 5.27. Ito ay bahagyang naiiba mula sa relay stabilizer circuit (tingnan ang Fig. 5.24). Ang input ng amplifier ay boltahe ng ngipin ng lagari U kontrol at pare-parehong offset mula sa divider ng circuit ng paghahambing hanggang R8, R9, R10. Kapag ang boltahe sa base ng amplifying transistor ay umabot sa isang halaga kung saan ang kasalukuyang kolektor VT y ay magiging katumbas ng trigger kasalukuyang ( VD2) (t 1 sa fig. 5.27, b), isang tunnel diode trigger, at VT4 trabaho. mga transistor VT4, VT3 at VT2 bukas, a VT12 at VT11 ay sarado. I-filter ang boltahe ng output (mga puntos PERO, B) bumaba sa zero. Kapag ang lagari boltahe sa base ng transistor VT4 bumaba ( t 2 sa fig. 5.27, b) sa isang halaga kung saan ang kasalukuyang collector ng amplifying transistor ay nagiging katumbas ng release current ng trigger, gagana ang trigger, transistor VT4, VT3 at VT2 malapit, a VT12 at VT11 bukas. Ang boltahe sa output ng filter ay tataas nang bigla at magiging katumbas ng input boltahe U input Sa hinaharap, ang trigger at ang regulating transistor ay patuloy na lilipat sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na alternating signal. Sa pagtaas ng boltahe sa input ng stabilizer, ang bukas na estado ng mga transistor VT12 at VT11 bumababa. Samakatuwid, ang tagal ng pulso sa input ng filter ay bumababa, at ang average na halaga ng output boltahe ay bumalik sa orihinal na halaga nito na may isang tiyak na antas ng katumpakan.

Scheme ng switching boltahe stabilizer, kung saan ang regulating element ay ginawa sa isang composite transistor VT11, VT12, VT13 ipinapakita sa fig. 5.28. Sa simula ng circuit, ang composite transistor ay naka-lock ng isang positibong boltahe mula sa isang panlabas na pinagmulan E idagdag. Sa input ng isang differential transistor amplifier VT4, VT5 dalawang boltahe ang ibinibigay: bahagi ng output boltahe mula sa divider R4, RP, R6 at reference na boltahe mula sa zener diode VD4. Pinagkukumpara sila. Ang signal ng mismatch ay pinalakas at pinapakain sa isang multivibrator sa mga transistor VT7, VT8. Pagbabago ng boltahe ng output U nagdudulot ng pagbabago sa tagal ng mga pulso na nabuo ng multivibrator at ang kanilang duty cycle Q=T/t n, saan t n ay ang tagal ng mga negatibong pulso. Mula sa output ng multivibrator, ang isang negatibong pulso ay pinalaki sa kasalukuyang ng isang tagasunod ng emitter sa isang transistor VT6 at pinakain sa base ng transistor VT13, binubuksan ang composite transistor ng circuit para sa tagal ng multivibrator pulse. Ang pagbaba ng boltahe sa transistor ay nagbabago at humahantong sa pagpapanumbalik ng output boltahe sa dati nitong halaga. Samakatuwid, sa

ang iskema na ito awtomatikong regulasyon ang output boltahe ay isinasagawa dahil sa negatibong feedback, tulad ng sa tuloy-tuloy na mga stabilizer.

5.11. MGA SURGE PROTECTOR

SA MGA THYRISTOR

Sa thyristors, ang mga stabilizer ng boltahe ay maaaring gawin sa isang mas mataas na kapangyarihan (hanggang sa 1000 V × A) na may mataas na kahusayan - hanggang sa 95%. Bilang karagdagan, pinapayagan ka ng mga thyristor na pagsamahin ang mga pag-andar ng pagwawasto, regulasyon at pag-stabilize, pati na rin upang patatagin ang parehong direkta at alternating na mga boltahe.

Ang functional diagram ng thyristor DC voltage stabilizer ay ipinapakita sa fig. 5.29. Naglalaman ito ng isang rectifier, ang output boltahe kung saan dapat na patatagin ng circuit. Ang prinsipyo ng pagpapapanatag sa pamamaraang ito ay batay sa pagbabago

ang thyristor switching angle a t. Ang pagbabago sa output boltahe ng stabilizer pagkatapos ng paghahambing ng circuit ay ipapakain sa amplifier, pagkatapos nito ay ipapakain sa control circuit, kung saan ang mga control pulse ay nabuo. Ang kanilang yugto ay nakasalalay sa paglihis ng boltahe ng output. Sa isang pagtaas sa output boltahe ng stabilizer U tumataas ang vx. Ito ay humahantong sa isang pagbawas sa oras ng pagpapatakbo ng thyristor, at samakatuwid ay sa isang pagbaba sa kasalukuyang sa pamamagitan ng transpormer Tr. Ang boltahe sa output ng transpormer ay bababa at babawasan ang boltahe sa output ng stabilizer U sa dating halaga.

Sa fig. Ang 5.30 ay nagpapakita ng isang diagram ng isang nagpapatatag na thyristor power supply. Ang boltahe ng mains ay itinutuwid ng isang circuit ng tulay sa mga diode VD2-VD5 at thyristors VS1, VS2. Ang mga thyristor ay kinokontrol ng isang differential magnetic amplifier MU, ang boltahe kung saan ibinibigay sa pamamagitan ng transpormer Tr2. pagpapapanatag ng boltahe pangunahing paikot-ikot isinasagawa ng zener diodes VD8 at VD9. Tinitiyak ng stabilization na ito ang constancy ng thyristor current amplitude kapag nagbabago ang boltahe ng mains. Kontrolin ang paikot-ikot na supply MU (W y) ibinibigay ng auxiliary bridge rectifier VD10-VD13. Ang control signal sa bridge circuit na ito ay ibinibigay mula sa output ng ikalawang yugto ng transistor amplifier VT3.

Ang circuit ay gumagana tulad ng sumusunod. Ang pagbabago sa boltahe ng output pagkatapos ng circuit ng paghahambing at pagpapalakas ng signal ng kontrol ay ipinadala sa paikot-ikot W y differential magnetic amplifier. Ang pagbabago ng kasalukuyang sa control winding ay nagdudulot ng pagbabago sa switching angle ng thyristors a t, na humahantong sa output boltahe sa nakaraang halaga.

MGA TANONG SA PAGSUBOK

1 Ano ang boltahe stabilizer at kasalukuyang stabilizer?

2 Ipaliwanag ang layunin ng boltahe at kasalukuyang stabilizer.

3 Anong mga stabilizer ang tinatawag na parametric?

4 Gumuhit ng parametric diagram ng isang voltage regulator sa isang saturated core inductor at ipaliwanag ang operasyon nito.

5 Gumuhit ng diagram ng isang ferroresonant AC voltage regulator at ipaliwanag kung paano ito gumagana.

6 Ano ang mga pakinabang ng ferroresonant stabilizer.

7 Iguhit ang kasalukuyang-boltahe na katangian ng silicon zener diode.

8 Ipaliwanag ang prinsipyo ng zener diode.

9 Ano ang mga katangian ng isang parametric stabilizer sa isang silicon zener diode.

10 Gumuhit ng diagram ng parametric DC stabilizer sa isang field-effect transistor at ipaliwanag ang operasyon nito.

11 Ano ang DC compensation stabilizers?

12 Ilista ang mga pangunahing elemento ng compensation stabilizer circuit.

13 Gumuhit ng diagram ng isang pampatatag ng kompensasyon na may seryeng koneksyon ng isang elementong nagre-regulate.

14 Gumuhit circuit diagram stabilizer gamit ang isang composite transistor at ipaliwanag ang mga tampok nito.

15 Gumuhit ng isang diagram ng isang kompensasyon ng DC voltage stabilizer na may parallel na koneksyon ng isang elementong nagre-regulate at ipaliwanag ang prinsipyo ng operasyon nito.

16 Gumuhit ng diagram ng isang kompensasyon na DC stabilizer na may serye na koneksyon ng isang elementong nagre-regulate at ipaliwanag ang operasyon nito.

17 Gumuhit ng functional diagram ng isang compensating AC voltage regulator at ipaliwanag ang prinsipyo ng operasyon nito.

18 Ipaliwanag ang pagpapatakbo ng AC voltage regulator sa isang transpormer na may muling pamamahagi ng boltahe.

19 Ipaliwanag ang mga katangian ng pampatatag ng kompensasyon sa chip.

20 Ipaliwanag ang pagpapatakbo ng switching voltage regulator.

21 Gumuhit block diagram switching voltage regulator at ipaliwanag ang operasyon nito.

22 Gumuhit ng schematic diagram ng isang two-position voltage regulator at ipaliwanag ang operasyon nito.

23 Ipaliwanag ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng stabilizer na may regulasyon sa lapad ng pulso.

24 Ano ang kakanyahan ng thyristor voltage stabilizer?