Ю П Колонтаєвський - Електроніка імікросхемотехніка - страница 40

Страницы:
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 

Рис. 9.24 - Робота фільтрів у перехідних режимах

9.7. Зовнішні характеристики випрямлячів

При попередньому розгляді роботи випрямних схем та їхніх основ­них розрахункових співвідношень ми вважали за ідеальні випрямні діо­ди, трансформатор і провідники, що з'єднують елементи випрямляча, а тому нехтували їхнім опором. Реально цей опір впливає на роботу пристроїв і його необхідно враховувати.

Реальну залежність напруги на навантаженні від його струму пока­зує зовнішня характеристика випрямляча:

Ud = Udo~ Id (( + Rl + Rnp + R'), (9.72)

де Udo - середнє значення напруги на виході випрямляча при Х.Х. (при вимкненому навантаженні);

І - середнє значення струму навантаження;

Ra - приведений до вторинного кола активний опір обмоток транс­форматора;

RL - активний опір дроселя фільтра;

R„p- активний опір з'єднуючих провідників;

R' - опір діодів у провідному стані.

Udo

Udmax'

UdH

Udmin

З ємнісним фільтром

З індуктивним фільтром З стабілізатором

idmin        !dH Idmax

Рис. 9.25 - Зовнішні характеристики випрямлячів

Ls1 Ra1 Ra2 Ls2

Ui

L0

U2

Зовнішні характеристики ви­прямлячів зображені на рис. 9.25.

За зовнішньою характеристи­кою, знаючи допустиме відхи­лення напруги на навантаженні від номінальної величини Udu, можна знайти мінімальне та мак­симальне значення допустимого струму, тобто допустимий діапа­зон змін струму навантаження (або навпаки).

На рис. 9.26 показана схема заміщення двообмоткового трансформатора, параметри якої приведені до вторинного кола. Вона ілюструє реальні власти­вості трансформатора. На рисунку позначено:

S1

індуктивність розсію-

Рис. 9.26 - ихема заміщення двообмоткового трансформатора

вання первинної обмотки, при­ведена до вторинного кола,

S1

n2

R' - активний опір первинної обмотки, приведений до вторинного

кола,

Rg\

n2

Lg - індуктивність, що враховує струм намагнічування осердя;

Ra2 - активний опір вторинної обмотки;

LS2 - індуктивність розсіювання вторинної обмотки.

9.8. Стабілізатори напруги

Для того, щоб забезпечити підтримання напруги на навантаженні на незмінному рівні при змінах напруги мережі або змінах опору наванта­ження у зазначених межах, а також при дії інших дестабілізуючих фак­торів, використовують спеціальні пристрої - стабілізатори напруги.

Стабілізатори безперервної дії поділяються на параметричні та ком­пенсаційні.

9.8.1. Параметричні стабілізатори

Параметричні стабілізатори працюють за рахунок зміни власних параметрів електронних нелінійних приладів і можуть виконуватися на основі напівпровідникових приладів, вихідна напруга яких мало зале­жить від струму, що протікає че- Rg рез прилад, наприклад, на стабі­літронах.

+ о-

Схема найпростішого пара­метричного стабілізатора зоб­ражена на рис. 9.27 (див. також рис. 2.6). Стабілізатор склада­ється із баластного опору Rg, ста­білітрона VD (найширшого ви­користання набули кремнієві ста­білітрони) та навантаження Rh.

Напруга стабілізації стабілі­трона U   вибирається рівною

L cm L L

номінальній робочій напрузі на­вантаження U .

H

На рис. 9.28 наведено побу­дову навантажувальних харак­теристик стабілітрона. Тут прийнято такі позначення:

1 - ВАХ стабілітрона;

2 - лінія навантаження при

/ех

/ст

V

7\

VD 1

Ucm

+

V

Rh

Рис. 9.27 - Параметричний стабілізатор

Uexmax Uexmin

uex

1 cmmin /стном /cmmax

Icmmin;

T /cm

Рис. 9.28 - Побудова навантажувальних характеристик стабілітрона (для RH »¥)

3 - лінія навантаження при I ;

1       ст ном7

4 - лінія навантаження при І .

1       ст max

Із побудови витікає, що зміна вхідної напруги у межах від Uex min до Uex тах не призводить до зміни напруги на навантаженні, що при цьому становить Uh= Ucm (якщо не враховувати динамічного опору стабіліт­рона).

Як правило, задають

I      = /cmmax - /стюш , Ucm = const. (9.73)

2

Вихідними даними для розрахунку елементів схеми є необхідне зна­чення напруги на навантаженні Ub і максимальний струм навантажен­ня І тах, а також допустимі відхилення напруги мережі живлення.

Необхідно визначити тип стабілітрона (за напругою стабілізації і допустимими струмами стабілізації) і значення та потужність баласт­ного опору.

Зрозуміло, що Un=Ucm.

Для забезпечення ефективної роботи стабілізатора бажано вибирати

U =(2...3)U . (9.74)

вх     v '    ст 1 /

Якщо опір навантаження має незмінне значення R=const, то розра­хунок схеми зручно проводити аналітично за такими виразами:

Uвхmax RR ((Ін + IcmmaxJ+ Ucm ; (9-75) Uвх min      R6 ((н + 1 cmmin ) + Ucm ; (9-76)

AU     R6 (/ Cm max I cm min );

(9.77)

R =      AU      . (9.7S>

1 cm max     1 cm min

Для того щоб забезпечити працездатність пристрою при змінах опо­ру навантаження від нескінченності (коли воно відімкнене) до міні­мального значення

R   . = U /І    , (9.79)

h min        ст   h max 1 /

необхідно виконати умови:

T _ Uex max     Ucm       j ( . . n .

^ex max =--- < I cm max (що відповідає R„ = °o ); (9.80)

^cm    I ex min    1 h max > -^cm min (що відповідає RH = Rm\n); (9.81)

Т      = Uвхmn Ucm > j     + j (9 82)

Т exmin —Тншах  ' j cm minУ-9-02/

Kg

Значення напруги U визначається для найбільшого позитивного відхилення напруги мережі, а значення струму ІвхтП - для найбільшого негативного.

Стабілітрон обирають за значеннями U , І     і І .

1 1 cm7   cm тіп     cm max

Потужність баластного резистора -

Рк, > R,12     . (9.83)

Ко —    о     вх max 1 /

Ефективність роботи стабілізатора визначається коефіцієнтом ста­білізації:

Kcm = : ;    Kcm < 100, (9.84)

U ех ном        U н

де Kcm - відношення відносної зміни напруги на вході стабілізатора до відносної зміни напруги на його виході;

DUra - зміни напруги на вході стабілізатора;

dUmx - зміни напруги на виході стабілізатора.

До переваг параметричних стабілізаторів належить їхня простота та надійність у роботі.

Недоліки: відносно низький Кст, неможливість регулювання напру­ги стабілізації, низький коефіцієнт корисної дії через втрати потуж­ності в R .

о

9.8.2. Компенсаційні стабілізатори

Компенсаційні стабілізатори - це замкнуті системи автоматич­ного регулювання із жорстким негативним зворотним зв'язком. Основ­ним елементом стабілізатора є так званий регулюючий елемент, зміною опору якого досягають стабілізації напруги на навантаженні.

Регулюючий елемент може вмикатися як паралельно навантажен­ню (у стабілізаторах паралельного типу), так і послідовно з ним (у стабілізаторах послідовного типу). На рис. 9.29 наведені струк­турні схеми стабілізаторів обох типів.

uex

РЕ к

дон

LJ V

 

ре

 

 

uex

 

 

 

 

 

 

 

 

п

()a u

Страницы:
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 


Похожие статьи

Ю П Колонтаєвський - Електроніка імікросхемотехніка