Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 96
Текст из файла (страница 96)
рис. 11.9), у которого вместо базовых резисторов Юе использованы управляемые сигналом ошибки схемы генераторов тока, либо компаратор, на вход которого кроме сигнала ошибки подается некоторое сннхроиизируюшее напряжение. Это напряжение имеет либо сннусондальную, либо треугольную форму. В качестве управляющего элемента в релейном стабилизаторе используют компаратор напряжения.
На его нивертнруюший вход подается эталонное напряжение параметрического стабилизатора, выполненного на стабилнтроне ИУ2. Вследствие этого передаточная характеристика компаратора имеет вид, показанный на рис. 13.23, в, Рассмотрим работу ключевого стабилизатора иа примере схемы рис. 13.23.
Предположим, что в некоторый момент времени выходное напряжение стабилизатора выше требуемого. По этой причине Уяз>()~аз и на выходе компаратора формируется высо. лнй уровень напряжения (.~цр вз д~ди. Это напряжение насыщает )правляющнй транзистор РТ2. Напряжение на резисторе смешения Ул,„0„— ()кзд„,=У... и регулирующий транзистор г71 заперт. Ток дросселя, протекая через замыкающий диод г!)1, отдает накопленную энергию в нагрузку. По мере уменьшения энергии дросселя выходное напряжение стабилизатора уменшнается и в момент 1=4, напряжение Ую таиовится меньше напряжения отпускания компаратора О,.
Компаратор формирует на выходе низкий уровень напра кения 0,, вз,. Транзистор 7Т2 запирается, а транзистор гТ1 под шйствнем тока резистора )т,„попадает в режим, близкий к насынгенню. При этом к входу !.С-фильтра прикладывается напряжение, близкое к входному. Ток дросселя, а вместе с иим и выходное напряжение начинают увеличиваться. В момент г~ Уюз (у,г и компаратор выключает регулирующий транзистор !'Т!. Далее ~о момента !т выходное напряжение стабилизатора опять поддер.ьнвается за счет энергии, накопленной в элементах фильтра нз чнтервале 4в — 1~ и т. д.
Проведенный анализ показывает, что частота переключения регулирующего транзистора в релейном стабилизаторе зависит нг скорости изменения тока дросселя, т. е. от уровня входного на нряжения н тока нагрузки. Работ» импульсного стабилизатора (см, рис. !3.22) отличается н~ рассмотренной лишь тем, что длительность включенного со- 49$ стояния регулирующего транзистора определяется длителшюстыо управляю>лего и>п>)льса импульсного м>одулятора. Связь вло,>ного и выховного напряжений для рассматриваемой силовой частп ключевого стабилизатора имеет вид (У„„„= (У„,К„ (! 3.41) где К.=1„1Т вЂ” коэффициент заполнения импульса на выходе регулпр) >оше>т> транзистоРа. Следует отметить, ло лере.>вялая сосзавляющая напрягкения па выходе р~л~йного стабилизагора при прочих равных условиях всегда больн>е, чем па выход~ импульсного стабилизатора, что вытекает н> принципа его работы.
Эта пульсация принципиально не.. обзодима для существования реи.има переключения регулируюшего транзистора, >з.а. управляла>ыи вь>лряазитвль Как было показано и $13.1, функции согласования уровня и частоты, а также стабплизашш среднего за период значения вы. >н>диого напряжения могут быть выполнены и одном устройстве. Лрпмером такого )стройства явлшотся управляемые (регулируемые) выпрямители с применением тирпсторов, транзисторов или других управляющих приборов. Однополупериодиый тирнсторный управляемый выпрямитель. Сушлость работы тнристориого )правляемо>о выпрямителя рас.
смотрим на примере пр»стейшей однополупериодной схемы (рис. 13.24, а), Слез>а )правления тнристороч ПЗ формирует на его улраиляюгцем выводе н>гнульс напряженна, сдвинутый относитель но момента»„=0 нэ некоторый угол гх, называемый угла>х вкл>г>- чения. Этот имп)льс при условии п„>0 включает тиристор. Лрн активной наср) зке )(н т~>рнстор ИЭ авто>>атическн вы«лю- ~>ается и тгп момент времени, когтя его напряи.ение приближает. ся к >зул>о. Таким образом, прн наличии сигнала управления длительность вкл очеииого состояния тиристора определяется выра кеиием (1 3.42) 1„ = (Т/21(1 — э/к>, где Т вЂ” период колебания входного напряженнч и„.
С учетом сказанного, для среднего значения напряжения на нагрузке можно записать (У„,, =. — ) а„,г(мг =- —" (1 + соз а). (13.43) Например, при и=0 время 1„>=Т)2 и тиристор ИЗ полностьЮ ьчкрыт в течение положительных полуволн иитающего иапряже 496 а) Рнс. 13.24 Схема управляемого однофазного однополупериодного выпрямителя на тириеторе (а) н временные диаграммы поясняюпгие ее работу при различных значениях угла налючення а (б, в, з) а) Рнс.
)3.25 Схема управления тиристором (а) и временные диаграммы, пояс- няюпхве ее работу (б) ния, Прн а=и/4 гщ (Т/2) (3/4) 3Т/3, что соответствует уменьше- нию времени 1ю включения тиристора иа 1/4, т. е. на 25$ и т.д. Работа управляемого выпрямителя поясняется временнымн диаграммами, приведенными на рис. 13.24,б — г.
При наименьшем угле включения тнрнстора а=0 (рнс. 13.24,б) среднее напряже- ние на нагрузке (/„,р имеет максимальное для однополупериодной схемы значение, равное (/игре=(/ /и. Прн а=и/2 (рис, 13.24,г) напРЯжение ((/в го)„гт 0,5((/„,э)о=Уж/2л. Если в Режиме мини- мальной нагрузки обеспечить, например, угол а=я (рнс. 13.24,г), а затем по мере повышения нагрузки уменьшить угол а (рис. 13.24,е), то за счет увеличения 1.
можно компенсировать падение напряже- ния на выходном сопротивлении выпрямителя и получить неиз- менное значение 1/„,э. ')акой принцип управления тиристорным выпрямителем называют фазопмпульскым (вертикальным) и ши- роко используют в тиристорных преобразователях различного на- значения. Схемы управления тиристором должны формировать управляю- шие импульсы в заданные моменты времени, соответствующие требуемым значениям угла а. При этом для надежной работы тиристора необходимы кратковременные импульсы с большой крутизной фронта. Наиболее просто эта задача решается, напри- мер, с использованием пнк-генераторов на дннисторе. Простейшая схема гак-гпнератормого упраэления тмрисгором приведена на рнс.
13.25, а. Она состоит нз диннсторного автогене- ратора релаксапионных колебаний (параллельно включенные кон- денсатор С„н дннистор 7Р2), служащего одновременно н форми- рователем кратковременных импульсов управления тиристо- ром )гР1, В момент положительных полуволн питающего напряжения и,. под дейст. вием тока управления („„г начинается заряд конденсатора С,. Этот процесс продолжается до тех пор, пока напряжение вс на конденсаторе не достигнет значения ()гоы.„достаточного для переключения днкистора (гР2.
С этого но- мента Г-П (рнс. 13.25,6) диннстор переходит в проводящее состояние, харак- теризующееся чрезвычайно низким выходным сопротивлением. В результата этого конденсатор Сг раэряжаегся через диинстор И)2 на резистор йт н уп- равляющий переход ткрнстора И)1 (рис, !325,б). Окончание времени разряда обусловливается снижением тона динистора до величины 1, ., В этот момент происходит обратное переключение дннстора в состояние отсечки. Конденса. тор С„ вновь получает возможность заряжаться током йеь Лри изменении тока ( ~г (рис. 13 25.б) изменяется время заряда кондснса.
торе С„ до напряжения (ггаг „ и потому наблюдается сдвиг импульсов управ- ления по времени (рнс. !3.25 б). Это позволяет менять угол включенкя а тири. егора, обеспечивая фазоимпульсныд способ управлении выходным напряжением. рассмотренный принцип управления тнристором можно использовать как для одиофазных, так н многофазных выпрямитсльных устройств. 498 гг сс ггт т т бу Рнс. 1я.26. Стена однофаамого управляемого двуквоауоернодного вмнрнмнтеан на тнрнсторак с СьС-фнаьтром (а) н временнме днаграммм, нонснннннне ее работу (б) Двухполупериодиый тирнстормый управляемый выпрямитель. Схема двухполупериодного тиристорного выпрямителя, построенная на основе двухполупернодиой схемы выпрямителя со средней точкой, приведена на Рис.
13.26.а. Суть регулирования в данной схеме заключается в следующем. Если на управляющие входы тиристоров постоянно подано отпирающее напряжение, то поведение схемы ничем не отличается от работы обычного двухполуперподного выпрямителя со средней точкой и среднее выходное напряжение будет определяться полученным ранее выражением (13.12): Уе- — 2У /я. Если же в каждый пз полуперяодов управляющее напряжение будет подаваться на соответствующие тнристоры с задержкой на угол а, ко входу фильтра будет прикладываться тольио часть входного напряжения (рис. 13.26, б).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
