ivanov-ciganov2 (558065), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Оно туда подается Ю через эмитгерный повторитель (транзистор Т,б) Рис. 11.16 Для расчета нестабильностей выходного напряжения стабилизатора необходимо задать в каком-либо виде функцию, определяющую дейсгвие цепи обратной связи. Пусть эта функция линейна и имеет вид 67Т = йб (ИЧ, — Е,„)/1/,. (11 41) Здесь (7, — нормирующее напряжение, позволяющее придать безразмерный вид описываемой зависимости. Силовая цепь импульсного стабилизатора с последовательным включением дросселя и транзистора формирует выходное напряжение в соответствии с соотношением (7.39), которое запишем в форме (11.42) 17 = Е (1 — 877Т) — (бг.
Подставив (11 41) в (11.42), получим соотношение, определяющее выходное напряжение стабилизатора с замкнутой цепью обратной связи: Е [1 йга)б11111б+йгЕобКа) 1об (1 1 43) Пусть входное напряжение возрастает на ЛЕ, опорное на ЬЕ,„, выходнои ток уменьшится на Л1,. Все это приведет к увеличению выходного напряжения на Л(7. Тогда (11.43) примет вид и+я~=(Е+иЕ)(1 й„й),(1)+биУ(1,+ +й„(Е.,+иЕ,„ни,]" У,— М,) г. Вычтя из этого выражения (11.4д) и опустив члены второго порядка малости, найдем связь приращений напряжений и токов в стабилизаторе: Ейгй сД(~/(' а + ЕйгДЕоиЛ' э + +ДХ~г+ДЕ(1 — ИЮ,Ц13,+ИЕ,„Щ. «1,45) Ватем определим в явном виде приращение выходного напряжения. В нем коэффициенты, стоящие в правой части, будут коэффициентами нестабильности по соответствующим дестабилизирующим факторам: дИ = ~ЕйтдЕ„~13,+ Ы г+ дЕ (1 — А„М,У~У, + +/г Е, м(I,Ц/«+А„У,Е/~l,).
(11.46) Таким образом, для показателей стабилизатора имеем: )г„,„= г/(1 + Й„Ф,Е/~/,), Ал = Ы3(ДЕ = ((/+1 г)Д(Е (1+ ИИ,Е(И,Я (11.47) й .„=Ди~ДЕ.„=ЕИ~(и. «+й„И.К~иД = М,. Все нестабильности, кроме нестабильности по опорному напряжению, при большом усилении усилителя получаются малыми величинами. Глава ХП Стабилизаторы переменного напряжения 5 42Л.
Основные особенности стабилизаторов Для стабилизации переменных напряжений применяют в основном те же методы и схемы, что и для стабилизации постоянных напряжений; используют лишь другие элементы схемы. В простейших сгабилизаторах переменное напряжение на нагрузке с постоянным одним из своих показателей получается нз-за нелинейности вольт-амперной характеристики одного из элементов схемы так же„ как в схеме со стабилитронам, работающей на постоянном токе. В более сложных стабилизаторах с обратной связью стабильность выходного напряжения достигается за счет изменения сопротивления элементов силовой цепи, которыми управляет усилитель сигнала ошибки.
Однако имеются и существенные отличия стабилизаторов переменного напряжения от стабилизаторов постоянного напряжения. Ва-первых, все стабилизаторы переменного напряжения искажают 'форму кривой напряжения. Выходное напряжение, если не принять специальных мер, значительно отличается по форме от входного. Поэтому следует всегда обращать внимание на то, какой из показателей переменного напряжения стабилизируется: амплитудное значение, действующее или среднее (за полпериода).
В связи с искажениями формы кривой выходного напряжения, вносимых стабилизатором пря изменении амплитуды входного, стабилизируется один из названных показателей, а ие все вмесге. Стабилизируемый показатель определяется назначением стабилизатора, т. е. нагрузкой, на которую он работает. В стабилизаторах тока накала ламп следует добиваться стабильности действующего значения тока; в стабилизаторах напряжения питания гироскопа — амплитуды первой гармоники; в сгабнлизаторах, питающих выпрямитель, нагрузка которого начинается с индуктивности, — среднего значения напряжения и т. д.
Если на нагрузке необходимо получить напряжение, близкое по форме к гармоническому, то она должна подключаться к выходу стабилизатора через резонансный фильтр, подавляющий все высшие гармоники. В этом случае действующее„среднее и амплитудное значения напряжения на нагрузке оказываются одинаково стабильными. Во-вторых, на стабильности выходного напряжения оказывается изменение частоты тока питающей сети. Промышленная сеть переменного тока имеет довольно высоку1о стабильность частоты и особых сложносгей при стабилизации напряжения, получаемого от нее, не возникает.
Однако при стабилизации напряжения бортовой сети самолета или сети другого автономного источника с влиянием частоты на стабильность напряжения приходится считаться. Третьей особенностью стабилизатора переменного напряжения является потребление им реактивного тока, что ухудшает работу генераторов первичного переменного напряжения. Четвертая особенность стабилизаторов — зависимосгь их работы от реактивного сопротивления нагрузки. В некоторых случаях стабилизаторы, успешно работающие иа чисто омическую нагрузку, имеют плохие показатели при омическоемкостной или омическо-индуктивной нагрузке. Отметим кратко основные особенности схемы стабилизаторов переменного напряжения с обратной связью.
Силовая цепь такого стабилизатора может быть выполнена по аналогии с управляемым выпрямителем иа тиристорах или магнитных усилителях (рис. 12.1, а, б). Могут применяться те же силовые элементы, что в стабилизаторах посгоянного напряжения, но включенные в диагональ выпрямительного моста (рис.
12.1, в). Возможно и включение в диагональ моста регулируемой постоянной э. д. с., что поэзо. лает менять угол отсечки переменного напряжения и за счет этого получать стабильное выходное напряжение. Регулируемым источником э. д. с. может быть линейный стабилизатор постоянного напряжения с достаточно широким диапазоном регулировки своего выходного. напряжения. В схемы цепей сравнения сгабилизаторов переменного напряжения обычно включают выпрямитель, выходное напряжение которого сравнивается с постоянным опорным.
При этом следует учитывать, какой показатель выходного переменного напряжения стабилизируется. Если стабилизируется амплитудное значение, то цепь сравнения должна иметь пиковый выпрямитель. Пиковый выпрямитель работает на нагрузку, начинающуюся с емкости, и прн очень большом сопротивлении нагрузки. Если стабилизируется среднее за полпериода напряжение на нагрузке, то выпрямитель в цепи обратной связи должен иметь нагрузку, начинующуюся с индуктивности, и во избежание режима прерывистого тока в дросселе этого выпрямителя относительно небольшое сопротивление нагрузки. Для стабилизации действующего значения напряжения„на нагрузке в цепь сравнения можно включить элемент, параметры которого резко меняются при изменении количества тепла, выделяемого в нем под действием стабилизируемого напряжения.
Что касается усилителей в цепи обратной связи (ЦОС), то для схем, с непрерывным регулированием (рис. 12.1, в, г) они ничем не отличаются от усилителей, встречающихся в стабилизаторах постоянного тока. А для схем с прерывистым регулированием на тиристорах усиление сигнала ошибки производится одновременно с преобразованием его во временнбй интервал, определяющий момент запаздывания включения элемента силовой. цепи по сравнению с моментом прохождения через нуль переменного напряжения соответствующей фазы. Иначе говоря, в цепи обратной связи стабилизатора с прерывистым регулированием должно быть фазоимпульсное устройство, а усиление сигнала ошибки необходимо лишь для облегчения четкого срабатывания этого устройства. В стабилизаторе, выполненном на магнитных усилителях, преобразование сигнала ошибки во временнбй интервал производится в самом магнитном усилителе.
Поэтому в нем цепи обратной связи те же, что и в стабилизаторе с непрЪрывным регулированием. Лля питания основных радиотехнических устройств требуются источники постоянного напряжения. Проектировать стабильные источники переменного напряжения радиоинженеру приходится значительно реже. Поэтому в данном учебнике рассматриваются они более кратко.
Для стабилизации небольших по величине переменных токов применяют барретеры. Их действие основано на тепловом эффекте и поэтому они стабилизируют действующее значение тока. 5 42.2. Простейшие стабилизаторы В простейших стабилизаторах переменного напряжения стабилизация достигается включением в схему нелинейного элемента. В качестве такого нелинейного элемента для переменного тока часто применяют катушку индуктивности с насыщающимся ферромагнитным сердечником, Для уменьшения реактивных токов, потребляемых из сети таким стабилизатором, в его схему включают конденсатор, что приводит к возникновению феррорезо- Ь панса. Феррорезонансный стабилизатор (рис. 12.2, а) содержит насыщаюшуюся каг„~ с х тушку индуктивности Ь„, ~4 гс~ линейную катушку индук- тивности Е, и конденсаа/' 4 тор С.
Ток 1ы протекаю- й ший через контурную кагд тушку Ь„, нелинейно зависит от напряжения на контуре У. С ростом напряс, .жения 11 средняя магнит- Р В гс щающегося сердечника будет падать и ток 1г будет и расти быстрее, чем напряжение У (рис. 12.2, б). Ток конденсатора 1с, опережающий по фазе ток 1г на 180', линейно зависит от напряжения (/. Ток контура 1„, равный алгебраической сумме токов 1г и 1с, возрастает более круто, чем ток насыщающейся катушки 1.„(см. рис. 12.2, б). Падение напряжения на гасящем дросселе Е„прямо пропорционально току 1х, равному геометрической сумме реактивного тока 1„и активного тока 1„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
