Москатов Е.А. Источники питания (2011) (1096749), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Рис. 2.5. Вопьтамперная характеристика стабипитрона Стабилитроны могут быть рассчитаны на напряжение стабилизации от нескольких вольт до сотен вольт. Так, например, стабилитрон марки ММБУ4678 обладает напряжением стабилизации в 1,8 В я5о4, максимальной мощностью рассеяния 0,5 Вт, выполнен в БМО-исполнении и заключен в корпус $013123. Стабилитрон типа ! 1х15388В имеет напряжение стабилизации 200 В ~5е4, способен рассеять мощность в 5 Вт и выполнен в корпусе ОО201.
Мощные стабилитроны, рассчитанные на токи до нескольких ампер, должны быть закреплены на охладителях. Стабилитроны некоторых типов выпускают двуанодными. Такие стабилитроны позволяют ограничивать напряжения как положительной, так и отрицательной полярностей. Слтабисторы — это маломощные диоды, предназначенные для стабилизации низкого напряжения от долей до единиц вольт, и использующие для этого прямую ветвь вольтамперной характеристики. С целью повышения напряжения стабилизации стабисторы могут быть включены последовательно.
Чаще всего стабилитроны и стабисторы используют в параметрических стабилизаторах напряжения и в ограничителях амплитуд импульсов. 2.1.3. Тгапз!! Для защиты компонентов источника питания от чрезмерного повышения напряжения часто используют специальные полупроводниковые проборы, называемые аалзИ. Аббревиатуру "1гаиз1!н расшифровывают как "1гапз1еп1 иойайе зпрргеязог", т.е.
подавитель напряжения в переходном процессе. Используют 1гапьй! для поглощения выбросов энергии, например, выработанной индуктивностью моточных компонентов. Чаще всего они служат для защиты полупроводниковых компонентов от пробоя, вызванного существенным повышением напряжения. Особенности !гапвй — это возможность поглощения значительной энергии в импульсе, достигающей для !гапз11 некоторых марок 1,5 кВт, и чрезвычайно высо- 2.2. Конденсаторы 33 кое быстродействие. Так, многие згапя1 способны "срезать" импульсы напряжения длительностью всего в несколько пикосекунд.
Вольтамперная характеристика ~гавай аналогична вольтамперной характеристике стабилитрона, причем некоторые !гапз11, как и стабилитроны, изготовлены с двусторонней направленностью, т.е. ограничивают напряжение как положительной, так и отрицательной полярностей. Как и в случае с диодами, допустимо последовательное включение 1гапя1, если каждый из них шунтирован высокоомным резистором.
Основные параметры 1гапз11: ° максимальный пиковый ток в импульсе; ° максимальное рабочее напряжение; ° напряжение при максимальном пиковом токе; ° падение напряжения в прямом включении; ° ток утечки; ° паразитная емкость компонента и прочее. Диоды уганя! заключают в такие же корпуса, как и мощные стабилитроны или диоды. Промышленность выпускает широкую номенклатуру !ганя!. Некоторые уганя! рассчитаны на напряжения от единиц до сотен вольт и на прямые импульсные токи до сотен ампер.
2.2. Конденсаторы Электрический конденсатор — это компонент, который используют для накопления заряда. Его основным параметром является емкость, т.е. отношение величины заряда Як к напряжению на обкладках конденсатора 13к, что можно записать в виде формулы: С = Ок / Ок. При этом, если заряд выразить в кулонах, а напряжение— в вольтах, то емкость будет в фарадах.
Конденсаторы могут быть подстроечными, переменной и постоянной емкости. Емкости подстроечных конденсаторов и конденсаторов переменной емкости можно изменять в определенных пределах путем вращения органа регулировки. Емкость подстроечных конденсаторов можно изменять всего несколько раз, поскольку они не рассчитаны на многократную регулировку, в отличие от конденсаторов переменной емкости. В простейшем случае конденсатор образован двумя обкладками из токопроводящего материала, в качестве которого часто используют алюминий, ниобий, тантал или сплавы двух последних веществ, а между обкладками должен быть проложен слой диэлектрика.
Диэлектрик может быть выполнен из тефлона (политетрафторэтилена), фторопласта, майлара (полиэтилентерефталата), слюды, керамики, стекла или других диэлектрических материалов. Диэлектрики конденсаторов относят к одной из пяти групп: ° жидкостные, например, маслонаполненные; ° газонаполненные, в том числе заполненные инертными газами, воздушные и вакуумные; ° оксидные, например, оксидно-полупроводниковые, электролитические; ° твердые органические диэлектрики, например, фторопласт, или полиэтилентерефталат; Э4 Компоненты источников питания ° твердые неорганические диэлектрики, например, керамика, стеклоэмаль, стеклокерамика. Емкость конденсатора, выраженную в пикофарадах, можно вычислить по следующей формуле: 3 10" Я 0,0885 4 дк и 9 10" дк где  — площадь одной обкладки, имеющей форму пластины, см', дк — расстояние между обкладками конденсатора, см; е — диэлектрическая проницаемость.
Для получения наибольшей емкости конденсатора проницаемость материала диэлектрика должна быть максимальна, расстояние между обкладками должно быть мало, а размеры обкладок должны быть велики. Для уменьшения габаритов конденсаторов некоторых типов сворачивают в бобины обкладки и диэлектрики, образованные пленками или окислами, и рулон заключают в тонкостенный корпус-стакан. К компонентам бобинной конструкции относят, например, алюминиевые электролнтические конденсаторы. Диэлектрик оксидных конденсаторов может быть жидким или твердым. Перечислим основные параметры конденсаторов: ° номинальная емкость и допустимый диапазон ее отклонения; ° номинальное напряжение на обкладках; ° тангенс угла потерь, равный отношению активной мощности, выделяющейся в конденсаторе, к реактивной мощности; ° максимальный переменный ток; ° паразитное сопротивление выводов и обкладок (ЕЗК); ° паразнтная индуктивность (ЕЯ.); ° ток утечки; ° диапазон рабочих частот; ° время наработки на отказ при заданном коэффициенте нагрузки на компонент и температуре; ° надежность; ° масса, габариты и пр.
Тангенс угла потерь зависит от типа диэлектрика, напряженности поля, температуры и прочих факторов. Для конденсаторов, работающих в колебательных системах резонансных и квазирезонансных импульсных источников питания, сварочных аппаратов, важен максимальный переменный ток, который может выдержать компонент, поскольку величина тока может достигать десятков ампер. Предельно допустимая величина переменной составляющей напряжения, выражаемая в процентах от номинального рабочего напряжения, является важным параметром конденсаторов, что обязательно нужно учесть, например, при расчете компонентов фильтра.
Этот параметр конденсаторов зависит от частоты питающей сети, и с ростом частоты он снижается. Емкости электролитических конденсаторов зависят от температуры, причем при отрицательных температурах они значительно снижаются. Мощность потерь в диэлектрике конденсатора можно вычислить согласно формуле: 2.3. маточные компоненты 35 Р=2 я С Р 0' 155, где С вЂ” емкость конденсатора, Ф; Р— частота, Гц; 1) — эффективное напряжение на обкладках конденсатора, В; 15 Ь вЂ” тангенс угла потерь в диэлектрике (справочный параметр на конкретную марку конденсаторов).
Простейшую эквивалентную схему конденсатора можно представить как последовательное соединение емкости, паразитного сопротивления ЕБЙ обкладок и выводов и паразитной индуктивности ЕЗЕ. Параллельно емкости конденсатора находится паразитное сопротивление диэлектрика. При протекании через конденсатор переменного тока на ЕВЙ падает напряжение, и в конденсаторе выделяется тепло. Чем больше величина ЕВЙ, тем существеннее мощность потерь в конденсаторе. Перегрев, вызванный выделением тепла, может привести к разрушению конденсатора.
С целью снижения ЕБЙ конденсаторы относительно небольшой емкости включают параллельно друг другу, обеспечивая тем самым заданную емкость. На низких частотах примерно до килогерца величина ЕВЕ обычно незначительна, и ее допустимо не учитывать. На большой частоте величина Е$1. относительно велика, и при протекании через конденсатор импульсов тока на ЕЗЕ образуются выбросы ЭДС самоиндукции. При этом выброс импульсного напряжения приложен обратной полярностью к конденсатору, что может привести к разрушению, например, электролитического конденсатора, диэлектрик которого чувствителен к обратному напряжению. Керамические конденсаторы некоторых типов способны работать на частотах в сотни мегагерц и при этом обладают низкими значениями Е$1. и ЕВЙ, однако емкости таких конденсаторов невелики и не превышают сотен нанофарад. Алюминиевые электролитические конденсаторы обычно могут работать на частотах до нескольких десятков килогерц и обладают очень большими величинами ЕБЕ и ЕВЙ при емкостях до тысяч микрофарад.
Если требуется иметь конденсатор большой емкости, который можно использовать на высокой частоте, то его можно составить из двух рассмотренных выше конденсаторов, включенных параллельно. 2.3. Моточные компоненты 2.3.1. Общие теоретические положения В окружающем пространстве простирается магнитное поле.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
