Главная Источники вторичного электропитания - часть 2




Ряс. 6.19. Узел контроля выходного напряжения стабилизатора

ется возможным. Поэтому в высоковольтных ИВЭ используется схе- ма контроля выходного напряжения, в который УПТ выполнен по дифференциальной схеме (рнс. 6.19) с использованием двух его выходов. Здесь УПТ выполняет две функции: усиливает сигяал ошибки \и„и выдает сигнал исправности работы стабилизатора. Схема контроля состоит из ИЭ (VDi), УПТ (ИГ,) и триггера (VTg). Входное напряжение (сигнал исправности работы стабилизатора) независимо от его полярности через диодный мост VD поступает иа усилитель VTt. Далее напряжение поступает на триггер VT2, в выходную цепь которого включается элемент сигнализации или реле Ki.

Защита от перегрузок в стабилизаторах с двумя РЭ обычно осуществляется воздействием на первую ступень регулирования МУ (см. рис. 6.15) или транзистор по схеме на рис. 6.16. В стабилизаторах с МУ (см. рис. 6.1, б) в случае неисправности закрывается транзистор УПТ, МУ и понижается выходное напряжение до безопасного значения.

Схемы защиты в стабилизаторах напряжения переменного тока (см. рис. 6.10) мало отличаются от схем постоянного тока, в них также осуществляется воздействие через цепь ОС на РЭ. Пусковые токи, возникающие в момент подключения нагрузки трансформаторов, двигателей, накала мощных ламп, ограничиваются за счет плавного увеличения выходного напряжения. Для этого в цепи обратной связи предусматриваются задерживающие /?С-цепочки. Прн достижении номинального значения Он рхема увеличения напряжения отключается и не влияет иа работу стабилизатора.

Область применения магннтно-транаисторных стабилизаторов ограничивается их массогабаритными характеристиками. Кроме того, значения стабильности и пульсации в стабилизаторах с магнитным регулятором примерно на порядок хуже по сравнению с транзисторными. Существенным недостатком МУ является искажение ими до 20-27 % формы кривой питаюшего напряжения. Особенно ощутимо это влияние для маломощных сетей. В этой связи МУ применяются в стабилизаторах средней и большой мощности, к параметрам которых не предъявляются повышенные требования стабильности н пульсации. При этом они позволяют выполнять надежные устройства электропитания с большой нагрузочной способностью РЭ.

Однофазные транзисторные стабилизаторы (см. рнс. 6.5,6.10) находят применение для стабилизации переменного напряжения



и при питании высоковольтной аппаратуры. Основные энергетические характеристики, приведенные в табл. 6.1, показывают, что области использования однофазных мостовых схем ограничиваются мощностью Рн < 150-300 Вт. Однофазная двухтактная схема (см. рис. 6.7) по сравнению с мостовой (рис. 6.5) позволяет либо увеличить выходную мощность стабилизатора.в 2 раза, либо уменьшить массу и габариты РЭ за счет снижения рассеиваемой мощности на каждом транзисторе и коммутирующих диодах.

Трехфазные стабилизаторы по сравнению с однофазными обеспечивают равномерную нагрузку фаз питающей сети и позволяют увеличить выходную мощность в единице объема до 2 кВт. Габаритная мощность трансформатора по схеме на рис. 6.8 таиже иа 18 % меньше, что повышает КПД стабилизатора до 75-80%. Эти же схемы имеют и наименьшую постоянную времени регулирования при импульсном характере иагрузки.

Метод раздельного регулирования по фазам (см. рис. 6.9) по сравнению с мостовой схемой иа рис. 6.8 позволяет прн одинаковых изменениях напряжения сети увеличить выходную мощность стабилизатора нли уменьшить массу н габариты РЭ за счет снижения мощности потерь иа регулирующем элементе.

Наличие в РЭ трансформатора (см. рис. 6.!!) увеличивает массу и габариты стабилизатора, однако его выходные параметры /Сет» Гн- Си/.ч/ находятся на уровне транзисторных стабилизаторов с регулированием по цепи постоянного тока. Кроме того, регулирующий трансформатор обеспечивает гальваническую развязку источника энергии и нагрузки.

Магнитно-транзисторные стабилизаторы последовательного типа с двумя РЭ (см. рис. 6.16) применяются при стабилизации повышенных напряжений с тоиом нагрузки не более 3-5 А. Последовательно-параллельные схемы (см. рис. 6.15) применяются при стабилизации низких напряжений (5-27 В) с токами нагрузки /„> 70-4-100 А. Следует заметить, что энергетические показатели этих схем ниже, чем у стабилизаторов с одним РЭ.

В табл. 6.2 приведены некоторые параметры для сравнения маг-иитнотранзисторных стабилизаторов напряжения при мощности в нагрузке Рд = 100-г200 Вт. Элементная база и требования к выходным параметрам сравниваемых стабилизаторов одинаковые:

AUa< 1 % ; < 0,15 % , Гс = 50 "С.

Из табл. 6.2 видно, что наибольшее преимущество имеют ста. билизаторы с транзисторным РЭ. Перенос транзисторного РЭ из цепи выпрямленного тока в первичную цепь переменного тока сохраняет высокую стабильность выходного напряжения до 0,1-0,2 %, надежность и простоту построения схем, повышает КПД, уменьшает массу и габариты стабилизатора, позволяет осуществлять стабилизацию любого уровня выходного напряжения.

Недостатком схем с транзисторным РЭ в цепн переменного тока является усложнение сглаживающего фильтра при малом уровне пульсации выходного напряжения 6/н~ < 0,1-т-0,15 % .

Сравним два метода регулирования: по цепям переменного и постоянного тока (рис. 6.20). Для схемы на рис. 6.20, а при номинальном выходном напряжении Ug (/д = const) действующее напряжение на первичной обмотке трансформатора t/j по формуле (6.32) ие зависит от ДУс « поддерживается неизменным. При этом

f н = Со = Kai С].; Ii = Кв1 !»



Параметры

Схема стаб«лн>атора

с МУ <рж. е. О

с транзисторным РЭ (рис. 6.8)

с регулирующим трансформатором (рис. 6.11)

Минимальный ток нагрузки.

/м m 1 п

0,1-0,2/«

0.01-0.02/а

0.2-ОЛ/«

Пульсации, и„ , %

0.1-0.5

0.05-0.15

Энергетический коэффици-

ент Г) cos ф

0,5-0.66

0.65-0,78

0.6-0,78

Коэффициент искажсинй

формы кривой питающего

иапряжения, %

15-27

Динамическая исстабиль-

ность при Д/«=0,5/?я

±(7-10)

±(2-3)

±(1,5-2)

Постоянная времени регу-

лирования, т, мс

100-200

0.5-2

0.1-0.5

Коэффициент. характери-

зующий отношение мощно-

стей Я,..Р«

0.5-0,6

0.18-0.23

0.3-0.6

Габаритная мощность трансформатора

р; = 0,5 (i/,/, + Uf„i = l „.

(6,104)

Для схемы на рис, 6.20. б действующее напряжение на первичной обмотке трансформатора определяется максимальным напряжением сети 17, = Uc max В этом случае

и„ - KyUylKply = K«t/„H: (1 -f a,)l (1 by. Kp =

= U,/U„.

Соответственно увеличивается и габаритная мощность траис(юрма-тора

= 0,5 {U,(, -f- (/,,/„) = UlyJKp. (6,105)

В стабилизаторах низкого напряжения (3-5 В. Кр - 0,5-7-0.55) при изменениях напряжения сети Л(/g - 0,05--0.1 Ус габаритная мощность трансформатора по схеме на рис. 6.20, б уоеличи-

Рис. 6.20. Схемы регулирования по цепям переменного (а) я постоянного (б) тока

Сравнительные данные параметров магннтно-транзнсторных стабилизаторов



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


0.0439