Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (563351), страница 52
Текст из файла (страница 52)
В реальных схемах добиваются того, чтобы этот период Т,„ получался достаточно малым, так как иначе придется для сглаживания пульсаций напряжения е„применять громоздкий фильтр. Рассмотренный стабилизатор обладает к. п. д. меньшим, чем стабилизатор с ЕС-фильтром. Но у него меньше и инерционность. Реле подключает или отключает источник Е в те моменты времени, когда выходное напряжение достигает пороговых значений. Включение в релейный стабилизатор дросселя Л вместо балластного резистора улучшает к.
п, д. стабилизатора, но вместе с тем вносит дополнительное запаздывание в систему регулирования. А это повышает пульсации выходного напряжения и склонность стабилизатора к самовозбуждеиию. сигнала ошибки, преобразователь сигнала ошибки в последовательность управляющих импульсов, усилитель управляющих импульсов, маломощную силовую цепь и источник опорного напряжения. При токах нагрузки меньше 50 мА данная микросхема используется как стабилизатор напряжения. При больших токах нагрузки она управляет работой мощного транзисторного ключа, т.
е. является схемой управления. На рис. 11.15 элементы, входящие в микросхему, обведены штриховой линней. Усилитель сигнала ошибки — дифференцяальный (транзисторы Т, и Т,). На базу Т, подается с делителя цепи сравнения часть выходного напряжения стабилизатора, а на базу Т, — опорное Я~с Рис. Ыдз 6 11.6. Схемы цепей управления и показатели стабилизаторов с широтно-импульсной модуляцией 1ШИМ) Цепь управления импульсного стабилизатора с ШИМ преобразовывает изменения постоянного напряжения в изменения длительности генерируемых ею коммутирующих импульсов.
В качестве преобразователей используют ряд устройств: магнитные усилители, мультивибраторы и другие импульсные схемы. Рассмотрим одну из схем преобразователей, принцип работы которой основан на сравнении сигнала ошибки и линейно-меняющегося напряжения. В момент, соответствующий их равенству, вырабатывается сигнал, переводящий транзистор силовой цепи в состояние отсечки. В насыщение силовой транзистор переводится в начале каждого такта работы задающего генератора.
Такой принцип используется в ряде микросхем, предназначенных для применения в цепях управления импульсных стабилизаторов. Микросхема включает в себя пять функциональных узлов: усилитель 238 напряжение. Усиленный сигнал ошибки снимается с коллектора Т,, нагрузкой которого является простейший стабилизатор тока транзистор Т„.
Транзистор Та, включенный как диод, используется для формирования напряжения ()с, транзистора Т,. Транзисторы Т, и Т, входят в состав преобразователя сигнала ошибки в импульсную последовательность с переменной сважностью. Напряжение задающего генератора (l„(рис. !1.16, а) через конденсатор С„имеющий небольшую емкость, подается на мостовой выпрямитель (диоды Д, — Д„).
На нагрузке выпрямителя, т. е. между точкамп а и б, создается напряжение пилообразной формы (рис. 11.16, б). Это напряжение должно иметь размах, достаточный для перевода Т, в состояние насыщения. Задержка моментов времени, в которые Т, выходит из насыщения, по отношению к переднему фронту пилообразного напряжения зависит от того, насколько открыты транзисторы Т, н Т,. Если транзисторы почти заперты, среднее напряжение между их базой и эмиттером, задаваемое потенциалом коллектора Т„ мало, то сравниваться с линейно уменьшающимся напряжением на выходе выпрямителя оно будет только в конце такта (рис.
1!.16, б). При возрастании потенциала на коллекторе Т, напряжение (/„ растет и становится равным (/„а Такому напряжению соответствует большая пауза между импульсами напряжения, снимаемыми с общей эмиттерной на~рузки транзисторов Тв и ҄— резистора й,(рис. 11.1б, а). Транзисторы Т„Т, и Т, являются усилителями импульсов, снимаемых с резистора /с,. Усиленные импульсь! с коллектора Т, через внешний делитель напРЯжениЯ подаютсЯ на базУ Тцы ЯвлЯющегосЯ одним из транзисторов ключа, входящего в состав микросхемы. Этот ключ (транзисторы Т„и Т„) упраи, вляет в данной схеме стабилизатора внешним силовым ключом, вьгполненным также в виде составного транзистора (Тьи Т„). а/ Транзистор Т„и стабилитрон ггвд е! - Д, образуют схему формирования опорного напряжения.
Диод Д, используется для термокомпенсации. д/ Стабильное напряжение, получаю- //а щееся на эмиттере Тць задает ве- 1 личину напряжения питания усилительно-преобразовательной части микросхемы. Оно туда подается а г!1 через эмиттерный повторитель (тран- зистор Т„). Рис. !!.!б Для расчета нестабильностей вы- ходного напряжения стабилизатора необходимо задать в каком-либо виде функцию, определяющую действие цепи обратной связи. Пусть эта функция линейна и имеет вид б/Т = йт ((/И, — Е,в) г(/,. (11. 41) Здесь (/, — 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 // = Е (1 — В/Т) — /„г.
(11 42) Подставив (11.41) в (11 42), получим соотношение, определяющее выходное напряжение стабилизатора с замкнутой цепью обратной связи: (/ = Е [1 — й,.И,(//(/, +/г Е в/(/,) — /,г. (11.43) Пусть входное напряжение возрастает на /АЕ, опорное на ЛЕ,„, выходной ток уменьшится на Ыв. Все это приведет к увеличению выходного напряжения на Л(/. Тогда (11.43) примет вид (/+ Л(/ = (Е+ ЬЕ) [! — /г,.йг, (!/+ М3)/(/, + +/г (Е,„+ ЬЕ,„)(/(/,) — (1, — И,) г. (11.44) 240 Вычтя из этого выражения (11.43) и опустив члены второго порядка малости, найдем связь приращений напрямсений и токов в стабилизаторе: /зи = —, Е/г //,/з(//(/, + Е/ йЕ„,/(/, + +/з/вг+/АЕ(1 — /г,И,!//(/,+Ь Е в/(/,).
(11,45) Затем определим в явном виде приращение выходного напряжения. В нем коэффициенты, стоящие в правой части, будут коэффициентами нестабильности по соответствующим дестабилизирующим факторам: Ь(/ = [Ей,,!а Е„/(/, + Л!„г + /1Е (1 — /г„М,(//(/, + + й,Е,„/!/,)г/~(1 + /г,//,Е/(/,). (11.4б) Таким об~азоаг, для показателей стабилизатора имеем: /!выв = г/[1 + !гт/т',Е/(/,) йв = б-'~//АЕ = ((/+!вг)/[Е (1+ йтга/.Е/(/а)1 (11.47) /гв,в = /З///КЕ,„= ЕЦ[(/, (1 + ггтЫ,Е/(/,)'! 1!йг,.
Все нестабильности, кроче нестабильности по опорному напряже. ншо, при большом усилении усилителя получаются малыми величинами. Глава Х(! Стабилизаторы переменного напряжения 5 12.1. Основные особенности стабилизаторов Для стабилизации переменных напряжений применяютт в основном те же методы и схемы, что и для стабилизации постоянных напряжений; используют лишь другие элементы схелгы. В простейших стабилизаторах переменное напряжение на нагрузке с постоянным одним из своих показателей получается из-за нелинейности вольт-амперной характеристики одного из элементов схемы так же, как в схеме со стабилитроном, 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. Во-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 яскажениями й А. Н. Иваввв.цыгаввв 24! формы кривой выходного напряжения, вносимых стабилизатором при изменении амплитуды входного, стабилизируется одни из названных показателей, а пе все вместе. Стабилнзируемый показатель определяется назначением стабилизатора, т. е. нагрузкой, на которую он работает. В стабилизаторах тока накала ламп следует добиваться стабильности действующего значения тока; в стабил>раторах напряжения питания гироскопа — амплитуды первой гармоники; в стабилизаторах, 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 стабильнымн. Во-вторых, на стабильности выходного напряжения сказывается измененяе частоты тока питающей сети. Промышленная сеть переменного тока имеет довольно высокую стабильность частоты и особых сложностей 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
