Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



>

Ifcr

Рис. 1.7. Структурная схема стабилизатора переменного напряжения

мотке трансформатора TV так, что выходное напряжение U,i остается стабильным. В линейном режиме транзистор под действием сигнала управления изменяет свое выходное сопротивление, отсекая верхнюю часть синусоиды входного питающего напряжения (/с- При работе в импульсном режиме транзистор изменяет скважность коротких импульсов, заполняющих каждый полупериод синусоиды входного напряжения, изменяя тем самым среднее

значение переменного напряжения на первичной обмотке трансформатора.

Стабилизаторы с регулированием На стороне переменного тока находят применение в ИВЭ, потребляющих входную энергию переменного тока промышленной нли повышенной частоты для получения низких илн высоких напряжений повышенной или большой мощности. Недостатком стабилизаторов такогб типа является сравнительно большие внутреннее сопротивление и пульсация выпрямленного напряжения.

Стабилизаторы, переменного напряжения используют также принцип регулирования иа стороне переменного тока. Структурная схема такого стабилизатора приведена на рис. 1.7. Здесь регулирующий элемент РЭ, в качестве которого может быть использован дроссель насыщения, тиристор или транзистор, включен в первичную обмотку трансформатора TV, а измерительный элемент ИЭ следит за выходным переменным напряжением Уст- Цепь обратной связи замыкается через схему управления СУ. Стабилизация выходного переменного напряжения может осуществляться по среднему нли действующему значению в зависимости от выбранного типа измерительного элемента.

Стабилизатор сдвумя регулирующими элементами выполняется по структурной схеме, приведенной на рис. 1.8. Здесь сочетаются два типа рассмотренных выше структур: стабилизатор с регулированием по цепи переменного тока (см. рис. 1.6), выполненный на регулирующем элементе РЭ и схеме управления СУ, и непрерывный последовательный стабилизатор (см. рис. 1.4), выполненный на регулирующем элементе РЭ с измерительным элементом ИЭ и усилителем постоянного тока УПТ.

I-I-I ту I I

Ч ОТгН ИЗг Г

Рис. 1.8. Структурная схема стабилизатора с двумя регулирующими элементами (РЭг включен на стороне переменного тока, РЭ - в цепи постоянного тока последовательно с нагрузкой)



=1 * t

-*- ИЭ 1

Рис. 1.9. Структурная схема тиристорного стабилизатора

Отличием в работе первого стабилизатора является то, что его измерительный элемент ИЭу подключен не на выход выпрямленного напряжения, снимаемого после выпрямителя В и фильтра Ф, а следит за падением напряжения на регулирующем транзисторе РЭ2 непрерывного стабилизатора, поддерживая напряжение эмиттер-коллектор ЯЭг постоянным при изменении входного напряжения питающей сети С/с или при изменении тока, протекающего через нагрузку /?Н Этим достигается существенное уменьшение мощности потерь иа регулирующем транзисторе РЭ, уменьшаются габариты его радиатора.

Тиристорный стабилизатор выполняется по структурной схеме, приведенной на рис. 1.9. В качестве регулирующего элемента в стабилизаторе используются регулируемый выпрямитель BP на тиристорах. В отличие от регулируемого выпрямителя на рис. 1.2 здесь введен измерительный элемент ИЭ, подключенный к выходному напряжению Оц, за которым осуществляется слежение в замкйу-той цепи регулирования. В тиристорном стабилизаторе осуществляется фазовое управление стабилизацией выходного напряжения. Синхронизация управляющих сигналов осуществляется с частотой переменного входного напряжения, подаваемого от трансформатора TV на схему управления СУ.

При увеличении, например, входного напряжения питания возрастает уровень сигнала, поступающего от измерительного элемента ЯЭ на схему управления СУ, в которой происходит задержка включения тиристора на определенный угол, отсекая вертикальную часть входной синусоиды так, что среднее значение выходного выпрямленного напряжения б/д.остается постоянным с определенной точностью.

Импульсные стабилизаторы

Импульсный последовательный стабилизатор (понижающего типа) выполняется по структурной схеме, приведенной на рис. 1.10, а, в которой регулирующий элемент РЭ и дроссель фильтра L включе-

Рис. 1.10. Структурная схема импульсного последовательного стабилизатора (понижающего типа)



ны последовательно с нагрузкой /?н. В качестве РЭ используется транзистор, работающий в режиме переключений, при котором ои поочередно находится в режиме насыщения (когда он полиостью открыт) или в режиме отсечки (когда он полностью закрыт). При открытом транзисторе в течение времени /„(рис. 1.10, б) энергия от входного источника постоянного тока f „ (нли выпрямителя с выходным напряжением Уо) передается в нагрузку через дроссель L, в котором накапливается избыточная энергия. При закрытом транзисторе в течение времени /„ накопленная в дросселе энергия через диод VD передается в нагрузку.

Период коммутации (преобразования) равен:

Частота коммутации (преобразования): • п и + п

Отношение длительности открытого состояния транзистора, прн котором генерируется импульс напряжения длительностью ta к периоду коммутации Тп называется коэффициентом заполнения:

Y = /„/Tn = /„/(„-f п) = /„п. (1.22)

Иногда при расчетах удобно пользоваться скважностью:

Q = !/у = Tn „ = („-f („) „=! „ fn. (1.23)

В импульсном стабилизаторе регулирующий элемент РЭ преобразует (модулирует) входное постоянное напряжение (Uq) в серию последовательных импульсов определенной длительности и частоты, а сглаживающий фильтр, состоящий из диода VD, дросселя L и конденсатора С демодулирует их опять в постоянное напряжение (/„. При изменении входного напряжения U„ {Uq) или тока в нагрузке Rfi в импульсном стабилизаторе с помощью цепи обратной связи (рис. 10, а), состоящей из измерительного элемента ИЭ и схемы управления СУ, длительность импульсов изменяется таким образом, что выходное напряжение (/„ остается стабильным с определенной степенью точности.

Импульсный режим работы позволяет значительно уменьшить мощность потерь в регулирующем элементе и тем самым повысить КПД источника питания, уменьшить его массу и габариты. В этом состоит решающее преимущество импульсных стабилизаторов перед непрерывными стабилизаторами.

Импульсные стабилизаторы в зависимости от способа управления регулирующим транзистором могут выполняться с широтно-им-пульсной модуляцией (ШИМ), частотно-импульсной модуляцией (ЧИМ) нли релейного типа. В ШИМ стабилизаторах в процессе работы изменяется длительность импульса t, а частота коммутации остается неизменной, в ЧИМ стабилизаторах изменяется частота коммутации, а длительность импульса остается постоянной, в релейных стабилизаторах в процессе регулирования напряжения изменяется и длительность импульса и частота; это является их основным недостатком, ограничивающим применение.

Импульсный параллельный стабилизатор (повышающего типа) выполняется по структурной схеме, приведенной на рис. 1.11, в которой регулирующий элемент РЭ (транзистор) подключен параллельно нагрузке и также работает в импульсном режиме. Диод VD

2 зак. 726 33



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