Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



лизаторов за счет повышения динамических свойств стабилизаторов, уменьшить их массу и габариты за счет исключения выходных конденсаторов большой емкости. Например, в непрерывном стабилизаторе, описанном в [5], с выходным напряжением 17 В при токе нагрузки 0,5 А в УПТ использованы два ОУ типа К140УД1 с дополнительными обратными связями для повышения граничной частоты и улучшения качества переходного процесса. Стабилизатор без выходного конденсатора обеспечивает Кст ~ Ю, а прн изменении тока нагрузки скачком от 0,25 до 0,5 А изменение выходного напряжения не превышает 5-8 мВ при длительности переходного процесса 0,5

- I МКС, что превосходит характеристики аналогичного стабилизатора с выходным конденсатором Сн = 10 мкФ.

Операционные усилители находят также широкое применение в схемах управления ИВЭ с высокочастотным преобразованием (50-

- 100 кГц); ОУ здесь применяются для формирования прямоугольного и треугольного сигналов в широтно-нмпульсных модуляторах, в УПТ [23, 35].

К специальным интегральным микро-схемам ИВЭ относятся микросхемы стабилизаторов (см. гл. 5) и ИМСтипа КИ2ЕП1, содер-жаш;ая набор функциональных узлов, выполненных в одном кристалле с размерами 1,7X1,7 мм, из которых с помощью подключения внешних элементов и соединений можно организовать схему управления импульсным стабилизатором релейного типа или схему защиты ИВЭ от превышения нли понижения выходного напряжения.

Принципиальная схема ИМС типа К142ЕП1 приведена на рис. 2.11. Источник опорного напряжения выполнен на стабилитроне VD, напряжение которого через эмиттерный повторитель VT и делитель R2, R3 поступает на вывод 9. Днод VD включен для тер-мокомпенсацни опорного напряжения. Усилитель постоянного тока выполнен по дифференциальной схеме на транзисторах VT ,V7i2, в качестве коллекторной нагрузки используется токостабилизирую-щий двухполюсник на транзисторах УТи УТ. Дифференциальный УПТ имеет два независимых входа (выводы 12 и /3), не соединен-


Рис. 211. Микросхема К142ЕП1



ные с опорным напряжением (вывод 9). Это позволяет при одной h той же полярности входного сигнала за счет перемены входов УПТ изменить фазу выходного управляющего напряжения. Такие переключения требуются при построении импульсных стабилизаторов положительного или отрицательного напряжений или импульсных стабилизаторов инвертирующего типа.

Модулятор длительности импульсов выполнен иа транзисторах VT, VTg, образующих триггерную схему, на вход которой поступает результирующий сигнал от двух источников: постоянного тока от УПТ через эмиттерный повторитель VTg и пилообразного напряжения, которое формируется из прямоугольного напряжения внешними элементами и подается через развязывающие диоды КО - - VDf. Суммирование сигналов происходит иа резисторе R. Модулированный сигнал управления силовым регулирующим элементом выведен через инвертирующий каскад - транзистор VT с общим коллектором.

Транзисторы VT и VT3 образуют составной каскад с максимальным током 0,2 А, который можно использовать для раскачки внешнего регулирующего транзистора при значительных токах нагрузки. Основные параметры микросхемы К142ЕП1:

Максимальное коммутируемое иапряжеине 40 В

Максимальный ток коммутации ... 0,2 А

Ток закрытой микросхемы..... 0,2 мА

Напряжение синхронизации .... 2-4 В

Опорное напряжение ....... 1,7-2,2 В

Чувствительность....... 5 мВ

Температурный коэффициент опорного напряжения ......... 0,05%/°С

Максимальная частота коммутации . . 100 кГц Длительность нарастания н спада импульса выходного тока....... 0,2 мкс

Примеры применения микросхем типа К142ЕП1 приведены в гл. 5 и 8.

2.6. Конденсаторы

Электрические конденсаторы в ИВЭ используются в большинстве функциональных узлов - в сглаживающих фильтрах выпрямленного напряжения, как накопители энергии в импульсных стабилизаторах и регулируемых преобразователях, в блокировочных и времязадающих цепях и др. В низкочастотных цепях применяются электролитические конденсаторы большой емкости, а при высокой чаетоте преобразования - керамические конденсаторы.

Конденсаторы в составе ИВЭ находятся под воздействием постоянного и пульсирующего напряжения. Часть этой энергии рассеивается внутри конденсатора, повышая его температуру. Активная мощность потерь в конденсаторе

2nfUie tg6 = Рср tg6. (2.27)

где tg6 - таигеис угла потерь; Сд - эквивалентная емкость; Рр - реактивная мощность потерь конденсатора

Рср = 2я/(/1Сз. (2.28)




s>-

С,мнФ

0,01 0,1 1,0 , 10 ,иГц

Рис. 2.12. .Номограммы для определения допустимой пульсации на конденсаторах типа К52-1Б

Реактивная мощность, на которуй) нагружается конденсатор, не должна превышать допустимого по ТУ значения, с тем чтобы температура конденсатора в процессе эксплуатации при заданной температуре окружающей среды не превышала предельно допустимого значения. Эти ограничения устанавливают максимально допустимое значение переменной составляющей (пульсации) U, данной частоты, которая может быть приложена К конденсатору. При этом сумма постоянного напряжения t/n приложенного к конденсатору и переменной составляющей (7, ие должна превышать номинального напряжения U(., на которое, рассчитан конденсатор: Ucm сп +

Допустимое значение пульсации при определенной частоте приводится в ТУ на конденсаторы. При несииусоидальной или импульсной форме переменного напряжения для промежуточных частот допустимое значение пульсации определяется по номограммам, построенным на основе проведенных расчетов потерь мощности для различных типов конденсаторов. В качестве примера на рис. 2.12. приведены такие номограммы для конденсаторов типа К52-1Б [24].

Пример. Требуется определить допустимое значение пульсации на конденсаторе типа К52-1Б емкостью С=68 мкФ при воздействии импульсов с длительностью фронта т = 10-* с и частотой повторения / = 1 кГц. Ход решения показан иа номограммах пунктирной линией, начало по рис. 2.12, б при f= 1 кГц, ответ по рис. 2.12, а: = 1,4 В.

Если к конденсатору приложено напряжение несииусоидальной формы, то мощность потерь можно определять по действующему току /(д, протекающему через конденсатор [3]:

(2.29)

где Гп.э - последовательное эквивялрнтнпе сопротивление конденсатора.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [16] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189


0.012