Параметрические стабилизаторы постоянного и переменного тока
Управляемые выпрямители (УВ)
Простейшим УВ является схема двухполупериодного управляемого выпрямителя.
Рисунок 2
Среднее значение U на выходе определяется площадью под пульсациями U на входе и с изменением угла регулирования может меняться. Угол регулирования определяется задержкой импульсов относительно момента, соответствующего нулевым значениям (моменту пересечения с нулевым значением). Эта задержка может регулироваться в схеме управления. ; (1) . (2) Достоинства: - простота регулирования напряжения; - малая мощность управления (т.к. необходим малый ) - возможность отделения и дистанционной установки УУ от силовой части, что улучшает безопасность работы и удобство эксплуатации. Недостатки: - усложнение формы пульсации (расширение её спектра); - повышенный коэффициент пульсации; - значительное потребление реактивной мощности от ПИП, что снижает коэффициент мощности (). Выпрямительное устройство на тиристорах, несмотря на недостатки, широко применяется.
Общие сведения о стабилизации I и U пропорционально , который изменяется под действием многих дестабилизирующих факторов: - изменение U ПИП (дестабилизирующий фактор по входу); - изменение нагрузки, как следствие, изменение падения напряжения на внутреннем сопротивлении ИВЭП (дестабилизирующий фактор по выходу) - изменение окружающей среды (температура) и изменение номиналов у различных элементов (старение эл-тов) Т.е. , а приобретает еще и - относительная нестабильность по напряжению; (3) Различные ИВЭП классифицируются по относительной нестабильности на:
1. - низкая стабильность; 2. - средняя стабильность; 3. - высокая стабильность; 4. - прецизионный источник. Рассмотрим стабилизатор как промежуточное звено между выпрямителем и нагрузкой. Можно определить его характеристики по следующей схеме: Стабилизатор должен подавить быстрые флуктуации и медленные уходы. 1. Кст u – коэффициент стабилизации по напряжению. (4) Эквивалентная схема стабилизатора:
Рисунок 3
2. - внутреннее сопротивление (характеризует стабильность работы нагрузки по выходу при действии дестабилизирующих факторов). (5) 3. - коэффициент сглаживания пульсаций (6) 4. - температурная нестабильность напряжения на выходе (7) или 5. - значение КПД. (8) Стабилизация может быть (по виду работы): - постоянный ток; - переменный ток. Параметрические стабилизаторы постоянного и переменного тока
В параметрических стабилизаторах повышение стабильности питающего U(I) достигается применением специально предназначенных для работы в таких условиях элементов с нелинейной ВАХ (газотроны, стабилитроны, дроссель, барреторы). (единицы Ом) (9) Для стабилитрона: схемы замещения выглядит следующим образом (рисунок 4)
Рисунок 4
Полупроводниковые параметрические стабилизаторы.
Рисунок 5
- гасящее R (пренебрежимо) Эквивалентная схема: Анализируя ранее рассмотренные характеристики можно определить внутреннее сопротивление стабилизатора по приведенной эквивалентной схеме. (10)
(11) (12) (13) (14) (15) Далее можно получить: (16) (17) Из формулы следует, что для повышения , необходимо выбирать стабилитрон с как можно меньшим или увеличивать . Но с увеличением растет и падение напряжения на нём, что требует большего E. Возможности получения больших в данной схеме ограничены. Стабилитроны обладают достаточным быстродействием и при НЧ пульсациях входного напряжения работают с такой же эффективностью, как и при медленном изменении входного напряжения в рассмотренной схеме. (18) Достоинства: - предельная простота; - минимум элементов; - низкая стоимость. Недостатки: - малые ; - невозможность уменьшить против значения ; - сравнительно невысокая температурная нестабильность; - малая достижимая мощность. Но можно увеличить и изменить температурную зависимость путём: 1) в каскад соединяются несколько пар стабилитронов; 2) устанавливаются термокомпенсирующие элементы.
Рисунок 6
Рисунок 7
(19) (20) (21) (22) (23) На практике для стабилизации напряжения применяют компенсационные стабилизаторы. В случае, если надо стабилизировать ток, а не напряжение, может быть использован барретор.
Рисунок 8
С ростом температуры растёт Rt и падает ток Iн (возвращается к своему значению). Технология направлена на повышение надёжности. Поскольку действие барретора основано на тепловом эффекте, то они могут применятся как на постоянном так и на переменном токе. Барретор находит применение для стабилизации накала в ламповых приборах. В принципе для стабилизации U~ могут быть использованы полупроводниковые приборы по следующей схеме.
Рисунок 9
Данное устройство (рисунок 9) не может быть мощным. Сравнительно мощные устройства стабилизации сроятся с использованием электромагнитных нелинейных элементов в виде дросселей с насыщающей индуктивности L.
Простой электромагнитный стабилизатор переменного напряжения.
Рисунок 10
- нелинейная индуктивность; - линейная индуктивность. (24) Недостатки: - большое потребление реактивного тока I; - малые значения коэффициента стабилизации; - наличие начального тока I в схеме, выводящего её на рабочий участок Этих недостатков лишены параметрические феррорезонансные стабилизаторы переменного напряжения. ЛИТЕРАТУРА 1. Иванов-Цыганов А.И. Электротехнические устройства радиосистем: Учебник. - Изд. 3-е, перераб. и доп.-Мн: Высшая школа, 200 2. Алексеев О.В., Китаев В.Е., Шихин А.Я. Электрические устройства/Под ред. А.Я.Шихина: Учебник. – М.: Энергоиздат, 200– 336 с. 3. Березин О.К., Костиков В.Г., Шахнов В.А. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Три Л, 2000. – 400 с. 4. Шустов М.А. Практическая схемотехника. Источники питания и стабилизаторы. Кн. 2. – М.: Альтекс а, 2002. –191 с.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|