Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Электропреобразовательные устройства РЭС

Типы импульсных стабилизаторов

Импульсный последовательный стабилизатор (понижающего типа) выполняется по функциональной схеме, приведенной на рис. 15.46, в которой регулирующий элемент РЭ и дроссель фильтра Ь включены последовательно с нагрузкой Ян [591.

Ь

а

Рис. 15.46. Структурная схема импульсного последовательного стабилизатора

ик

(п

Тп

б

В качестве РЭ используется транзистор, работающий в режиме переключений, при котором он поочередно находится в режиме насыщения (когда он полностью открыт) или в режиме отсечки (когда он полностью закрыт). При открытом транзисторе в течение времени /и (рис. 15.46, б) энергия от входного источника постоянного тока Ьп (или выпрямителя с выходным напряжением ?/0) передается в нагрузку через дроссель Ь, в котором накапливается избыточная энергия. При закрытом транзисторе в течение времени /п накопленная в дросселе энергия через диод УЭ передается в нагрузку.

Период коммутации (преобразования) Тп = /и + Частота коммутации (преобразования)

/„ = 1/Г„ = 1/(/и +/п). (15.111)

Отношение длительности открытого состояния транзистора, при котором генерируется импульс напряжения длительностью Ги, к периоду коммутации Тп называется коэффициентом заполнения

У = К/Тп = /„/( 4 + О = Он (15.112)

Иногда при расчетах удобно пользоваться скважностью

0=1/у = и + ОЛи=1/>и/п. (15.113)

В импульсном стабилизаторе регулирующий элемент РЭ преобразует (модулирует) входное постоянное напряжение 11п0) в серию последовательных импульсов определенной длительности и частоты, а сглаживающий фильтр, состоящий из диода У?), дросселя Ь и конденсатора С, демодулирует их опять в постоянное напряжение ?/„. При изменении входного напряжения ип0) или тока в нагрузке Ян в импульсном стабилизаторе с помощью цепи обратной связи (рис. 15.46, а), состоящей из измерительного элемента ИЭ и схемы управления СУ, длительность импульсов изменяется таким образом, что выходное напряжение ин остается стабильным с определенной степенью точности.

В схему управления СУ входят элементы сравнения ЭС, источник опорного напряжения ИОН, сумматор С напряжений рассогласования А ?7 и уставки ?/уст, усилитель У и широтно-импульсный модулятор ШИМ (или другой тип модулятора), как показано на рис. 15.43.

Импульсные стабилизаторы, как отмечалось, в зависимости от способа управления регулирующим транзистором могут выполняться с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), частотно-импульсной модуляцией (ЧИМ) или релейного типа. В ШИМ стабилизаторах в процессе работы изменяется длительность импульса /и, а частота коммутации остается неизменной, в ЧИМ стабилизаторах изменяется частота коммутации, а длительность импульса /и 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. 15.47, а, в которой регулирующий элемент РЭ (транзистор) подключен параллельно нагрузке Ян и также работает в импульсном режиме [59]. Диод УИблокирует нагрузку Ян и конденсатор фильтра С от регулирующего элемента РЭ. Когда регулирующий транзистор открыт, ток от источника питания С/П протекает через дроссель Ь, запасая в нем энергию. Диод УИ при этом отсекает (блокирует) нагрузку и не позволяет конденсатору С разрядиться через открытый регулирующий транзистор. Ток в нагрузку в этот промежуток времени поступает только от конденсатора С. В следующий момент, когда регулирующий транзистор закрыт, ЭДС самоиндукции дросселя Ь суммируется с входным напряжением, и энергия дросселя отдается в нагрузку; при этом выходное напряжение оказывается больше входного напряжения питания ип (?/0).

а б

Рис. 15.47. Структурные схемы импульсного стабилизатора:

а — повышающего; б — инвертирующего типов

В отличие от схемы на рис. 15.46 здесь дроссель не является элементом фильтра, а выходное напряжение становится больше входного на величину, определяемую индуктивностью дросселя Ь и скважностью работы регулирующего транзистора, определяемой по формуле (15.100).

Схема управления стабилизатором на рис. 15.47,а построена таким образом, что при повышении, например, входного напряжения питания ип0) уменьшается длительность открытого состояния /и регулирующего транзистора на такую величину, что выходное напряжение 1/н остается неизменным с определенной степенью точности.

Импульсный параллельный инвертирующий стабилизатор выполняется по структурной схеме, приведенной на рис. 15.47, б [59]. В отличие от предыдущей схемы здесь параллельно нагрузке ЯИ включен дроссель Я, а регулирующий элемент РЭ включен последовательно с нагрузкой. Блокирующий диод отделяет конденсатор фильтра С и нагрузку ЯИ от регулирующего элемента.

Стабилизатор обладает свойством изменения (инвертирования) полярности выходного стабильного напряжения ?/н относительно полярности входного напряжения питания.

Из рассмотренных схем наибольшее применение находит последовательный импульсный понижающий стабилизатор (рис. 15.46), в котором сглаживание пульсаций осуществляется К/)/,С-фильтром. В стабилизаторах повышающего типа (рис. 15.47) дроссель Ь не участвует в сглаживании пульсаций выходного постоянного напряжения. В этих схемах сглаживание пульсации достигается только за счет увеличения емкости конденсатора С. Это приводит к увеличению массы и габаритов фильтра и устройства в целом.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >
 

Популярные страницы