Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (563351), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

вают вспомогательными (Всп У на рис. 5.1). К ним относятся специальные схемы и аппараты, служащие для включения, выключения и регулировки режима работы как всего источника питания, так и его отдельных каскадов, схемы защиты источника от возможных перегрТ зок и неправильных включений, устройства, программирующие работу источника, дополнительные источники питания для различных каска дов и т.д, Часть элементов рассмотренной структурной схемы, полученная исключением первичного источника и нагрузки (она обведена больпня штриховым прямоугольником на рис.

5.1), составляет так называемый вторичный источник питания (ВИП). Он является преобразователем электрической энергии, получаемой от первичного источника, обеспечивает ряд ее характеристик (номинал напряжения, род электрического тока, стабильность и др.), необходимых для питания нагрузки. Малый прямоугольник на рис. 5.1 выделяет из вторичного источника часть, которая называется' преобразователем (конвертором). Преобразователь, получая электрическую энергию от источника постоянного тока с одним напряжением, отдает ее в нагрузку под другим напряжением. Не каждый источник питания строится по приведенной структурной схеме. В ряде случаев отдельные каскады могут и исключаться. Связь между каскадами может быть и не такой, как показано на рис.

5.!. Например, в простейших вторичных источниках питания может не быть стабилизатора, преобразователя, а иногда и выпрямителя с фильтром. Первичнляй источник не всегда включается в состав источника питания радиоустройств. Во многих случаях первичным источником является электрическая сеть промышленного предприятия, самолета, корабля и т. д., которая снабжает энергией не только радиоустройства, но и большое число других потребителей энергии. Поэтому ее (сеть) и неудобно включать в источник питания радиоустройств. Стабилизация выходного напряжения может осуществляться стабилизатором первичного напряжения, если управлять его работой с помощью чувствительного элемента, подсоединенного к нагрузке. Такие схемы называют схемами стабилизированных источников с регу.

лированием на входе, а при первичном источнике переменного тока— схемами с регулированием на стороне переменного тока. Следует иметь в виду, что рассмотренная структурная схема представляет как бы один канал источника питания, обеспечивающий только один из номиналов напряжения питания.

Современные источники являются многоканальными, так как обычно обеспечивают электропитание по нескольким, иногда и более десяти, каналам с разными номиналами напряжения и тока, пульсациями и стабильностями. Ряд каскадов в многоканальных источниках могут быть общими. Разветвление каналов может быть произведено как после первичного источника, так и после стабилизатора первичного напряжения, инвертора и т.

д. Отдельные каналы одного источника питания могут содержать различное число каскадов в зависимости от требований, предъявляемых к стабильности выходного напряжения, пульсациям, скорости пеРеходных процессов и т, д. Во многих радиосистемах применяют не один, а несколько первичных источников разного типа, обеспечивающих электропитание в различных условиях работы.

Переключение первичных источников, "остановку части их на подзаряд или резервирование осуществляют сиециальные вспомогательные устройства. В этом случае ветвление структурной схемы происходит в направлении, противоположном тому которое было в многоканальном источнике, Слияние каналов, идуншх от разных первичных источников, может выполняться в различных точках рассмотренной структурной схемы.

Примером несколько иной компоновки структурной схемы вторич. ного источника питания является схема с «вольтдобавкой» (рис. 5.2, о) В ней вторичный источник, построенный по рассмотренной ранее схеме, формирует не все напряжение питания, подводимое к нагрузке, а только его часть — «вольтдобавку». Полное выходное напряжение Е, является суммой напряжений первичного источника Е, и вторич. ного вольтдобавочного источника (ВДУ) — Е,. Регулируя вольт. добавочное напряжение, можно получить выходное напряжение Е, нужной величины и с необходимой стабильностью.

г) Рис. 3.2 Достоинством подобной схемы является то, что ВИП вЂ” ВДУ преобразовывает не всю мощность, забираемую нагрузкой от первичного ис«очника, а только часть, и поэтому получается конструктивно проще. ! Если нагрузка такова, что ей свойственно время от времени заби- ! рать от первичного источника аномально большие в сравнении со средним значением токи, то удобно выполнить ВИП по схеме рис. 5.2, б, содержащей полшмо основного (ВИП-1) дополнительный источник ! (ВР!П-2), который можно назвать «ампердобавочным» устройством.

Кратковременность режима перегрузок аномальными токами позволяет выполнить ВИП-2 конструктивно простым. Выпрямителю с вольтдобавкой (рис. 5.2, а) свойствен сложный режим переключений, заключающийся в чередовании во времени этапов работы основного и вольтдобавочяого (ВД) выпрямителей. Часть каждого из периодов, выпрямляемого переменного напряжения, работает основной выпрямитель, а часть — вольтдобавочный. В зависимо сти от величины тока нагрузки и требуемого выходного напряженна меняется соотношение этих частей периода. В максимальном режиме работает один вольтдобавочный выпрямитель, а основной полностью заперт. В приведенных схемах, как основные блоки, так и вольт- н ампер добавочные формируются из каскадов включенных в ВИП на рис. 5.1 ч о и придает ей общий характер.

Конкретный набор каскадов п спо- обы их соедипениЯ опРсделаютса как хаРактеРом пеРвичпых источ„пков, так и требованиями к величинам выходных напряжения и токов стабильности этих величии. Инверторы и выпрямители, входящие в преобразователь, обладаю- ~не малыми габаритами, высокой надежностью, стали применять и во вторичных источниках, работающих от промышленной сети переменного тока (рис. 5.2, г). Этп источники включают в себя бестран- форматорный выпрямитель сетевого напряжения (Вьрпр-!), фильтр (Ф), иивертор (ИНВ) и выпрямитель выходного напряжения инвертора (Выпр 2).

Преимущества такого построения заключаются в том, что трансформатор оказывается здесь включенным в участок сети, колебания в котором создаются ипвертором и имеют повышенную частоту (до 100 кГп). В заключение вернемся еще раз к структурной схеме рис. 5.1 и по- 1!а 1 знакомимся со схемами замещения нагрузки источника питания.

Нагрузкой источника питания являет- ан ! ! ся какое-либо радиоустройство, а в нем ! заметная часть электрической мощности рассеивается в нелинейных 1 А!р элементах — транзисторах, диодах и т. д. Поэтому и полное сопро- !а тивление, оказываемое нагрузкой Ряс. 3,3 (радиоустройством) постоянному току, нелинейно, т. е. зависит от величины потребляемого тока. Прп энергетических расчетах в эквивалентных схемах источников питания нагрузка заменяется активным (омическим) сопротивлением, поглощающим ту же мощность, что и соответствуюШее радиоустройство или его каскад, если источник рассчитывается для питания одного каскада. Иначе, сопротивление нагрузки Да, заменяющее устройство, потребляющее постояяный ток 1, прп постоянном напряжении ()„ Д« = (у,!1,. (5.1) Нелинейность реальной нагрузки приводит к тому, что такая замена не является полной.

При изменении напряжения питания постоянный ток, потребляемый нагрузкой, будет меняться, причем ие так, как ток омического сопротивления Д„. Если реальной нагрузке соответствует вольт-амперная характеристика (зависимость среднего значения потребляемого тока от среднего значения подводимого напряжения), изображенная на рис. 5.3 (кривая !), и номинальное значение напряжения есть (!р«, то измененшо напряжения на сл(уа будет соответствовать прирост потребляемого тока б!р, совсем не равный тому, который получился бы при линейной нагрузке !л««(линия 2).

Вольт-амперная характеристика линейной нагрузки всегда изображается прямой, проходящей через начало координат. Линейную схему замещения реальной нагрузки для небольших приращений напряжения питания можно получить, заменив участок 73 кривой 1 касательной (линпя 3).

Наклон этой касательной определи~ дифференциальное сопротивление нагрузки: )хь1 = А(уюхы)в. (5 2) Таким образом, нагрузку с любым конкретным физическим содер. жанием при рассмотрении источника питания я расчете его показа. телей будем в дальнейшем заменять сопротивлением )св (сопротивле. кием нагрузки постоянному току) прн расчете энергетических показа. гелей источника и сопротивлением Яц, (сопротивлением нагрузки переменному току) при расчете дифференциальных показателей источника питания.

В процессе работы радиоустройства потребляемый им ток колеблется. Быстрые колебания тока с частотой, равной илн большей частоты выпрямляемого переменного напряжения, не сказываются на выпрямителе, 'так как сглаживаются накопительными элементамя в его фильтре и в первую очередь конденсатором с большой емкостью, включенным параллельно его выходным зажимам. Чтобы обеспечить лучшие условия работы стабилизатора выходного напряжения, на его выходе всегда включают конденсатор, заряд которого достаточен для демпфирования быстрых колебаний тока нагрузки. Поэтому от быстрых колебаний источник питания защищен.

Однако колебания потребляемого нагрузкой тока могут быть таковы, что в процессе работы будет медленно меняться среднее значение потребляемого ею тока. Поэтому при проектировании источника питания следует иметь в виду, что сопротивление нагрузки может меняться не только при изменении напряжения питания, но и из-за изменения режима работы радиоустройства и вида проходящего по нему радиосигнала. $5.2. Характеристики источника питания и его отдельных каскадов Основной характеристикой любого источника питания, так же как и каждого его каскада, является внешняя характеристика, представляющая собой зависимость выходного напряжения от величины выходного тока (рис.

Характеристики

Список файлов книги