Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (563351), страница 54
Текст из файла (страница 54)
'После открывания тиристора Т, конденсатор С, быстро разряжается, его ток разрядки создает в цепи управляющих электродов силовых тиристоров Т, и Т, управляющие импульсы 1х (рис. 12.5, г). Откроется тот из тиристоров, который находится в дайный момент под положительным напряжением. Диоды Д, и Д, снимают с силовых тирнсторов Т, и Т, напряжение обратной полярности, что уменьшает опасность обратного пробоя при подаче на управляющий электрод запертого по аноду тиристора открывающего импульса ! . В схемах с параллельным включением тиристоров приходится ставить отдельные разрядные цепи. Открывание тяристора приводит к появлению на нагрузке напряжения, равного напряжению сети, и обесточиванию стабилитрона Д,, С началом нового полупериода все процессы повторяются.
Время зарядки конденсатора С, до пробивного напряжения зависит от тока, потребляемого транзистором Т,. Чем больше ток, тем медленнее заряжается конденсатор С, и с большим углом запаздывания гх открываются силовые тнристоры. Ток транзистора Т, пропорционален отклонению среднего значения выходного напрямоения от номинальной величины. Таким образом и происходит процесс стабилизации в этой схеме.
Все соотношения, характеризующие работу силовоя цепи тиристорного стабилизатора, приведены в разделе, посвященном регулируемому выпрямителю. Вместо тиристоров в силовую цепь стабилизатора можно включить выпрямительные диоды и магнитный усилитель. В стабилизаторе с нагруженным мостом (рис. 12.6, а) диоды силовой цепи подзапираются выходным напряжением стабилизатора постоянного напряжения Уо .(рис. 12.6, б).
На нагрузку проходят усеченные 248 Уотах = Епгпгах соз Впг~п, Уотьг = Епг пап соз 0 игах (12.6) коспнусоидальные импульсы (рис. 12.6, и), которые соответствуют части входного напряжения е, большей по абсолютной величине подпира1ощего напряжения У,, Поскольку ток нагрузки протекает не только через диоды моста (Д, — До), но и через транзистор Т, и вспомогательный источник постоянного напряжения Еа„п то все эти элементы следует включить в силовую цепь стабилизатора. В цепь обратной связи ста- е пг бплизатора надо включить выг I прямитель цепи сравнения, вы- Вг и, ва полненный на трансформаторе Тр и диодах Дх — Д„источ- ' е т, г гр нпк опорного напряжения (Д„), вг е„ усилитель сигнала ошибки (транзистор Тх).
При возрастании амплитуды входного напряжения Е,п не- Ае сколько повышается выходное напряжение, что приводит к росту постоянного напряжения на е выходе выпрямителя в цепи обратной связи, подзапиранию усилительного транзистора Т,. гв Подзапирание транзистора Т, г ф пгг вызывает отпирание силового транзистора цепи постоянного и тока Т, и увеличение напряже- У,.
Возрастание напряжения Уо а! увеличивает отсечку импульсов напряжения в силовой цепи переменного тока, что и не дает Рпс. 12.6 полностью проходить приросту входного напряжения иа нагрузку. Среднее значение напряжения на нагрузке (см. рис. 12.6, в) о У,„= — з! '(Е соз оз! — У,) е(о)! =- — (з!и 0 — В соз О), (12.5) 2 2Епа о где соз В = Уи/Е,„.
По этому соотношению,' положив У,р постоянным, определяют необходимый диапазон изменения угла отсечки для стабилизации изменений амплитуды, происходящих в пределах от Е,х до Е Изменяя угол отсечки 0, легко получить требуемый для идеальной стабилизации диапазон изменений напряжений У,: В реальной схеме с конечным, но большим усилением изменения выходного напряжения малы, поэтому диапазон изменения напряжения (7, практически такой же, как и в идеальной схеме.
Поскольку изменение постоянного напряжения, подзапирающего мост б(10 =(устах — ~-~от!и (12. 7) есть усиленное изменение выходного напряжения Л(1„= и,„.,„— и,„.и„ (12. 8) то коэффициент усиления напряжения цепи обратной связя от точек 1 — 1 (первичная обмотка трансформатора Тр) до точек 2 — 2 (выход стабилизатора постоянного напряжения) для получения ошибки регулирования, равной й!(1„, должен быть й,, = Ли,>д(1,„. (12.9) Если необходимо стабилизировать действующее значение напряжения на выходе, которое определяется соотношением о (1= >~/ ~ Е,'„(сов с>1 — сов В)'сЫ = о =Е ~/ — (В(1+0,5соз 2В) — 0,75з(п 20), (12.
10) то следует вместо схемы сравнения, приведенной на рис. 12.6, вклю- чить схему, выходное напряжение которой пропорционально действую- щему, а не среднему напряжению. Глава ХИ1 Преобразователи и инверторы В 13.1. Схемы преобразователей 250 П р е о б р а з о в а т е л е м (к о н в е р т о р о м) называют такой вторичный источник питания, который, потребляя электрическую энергию от некоторого первичного источника постоянного тока прн одном напряжении, создает на своем выходе тоже постоянный ток, но с другим напряжением.
Применяют преобразователь, в частности, для питания высоковольтных нагрузок от низковольтного источника. Современный преобразователь, как правило, имеет не один, а несколько выходов, на которых он позволяет получать от источника постоянного тока со свойственным ему номиналом напряжения (одним) различные номиналы напря>кений. Преобразователь применяют и тогда, когда напряжения первичного источника и нагрузки одинаковы. В этом случае преобразователь на выходе создает напряжение, совпа- дающее по номиналу с входным, но отличающееся от него большей стабильностью, лучше поддающееся регулировке и т.
д. Структурная схема полупроводникового преобразователя напряжения (рис. !3.1) вкл>очает в себя полупроводниковый нивертор И, преобразующий постоянный электрический ток в переменный, трансформатор Тр, повышающий илп поннжаюиц>й напряжешш переменного тока до желаемой величины, выпрямитель В, преобразующий переменный ток вновь в постоянныи, фильтр Ф, ряд вспомогательных устройств ВУ, служащих для стабилизации, регулировки, защиты и т. д. Широкое применение преобразователей в современных вторичных источниках питания радиоаппаратуры объясняется высокой степенью насыщенности радиотехническими средствами различных подвижных аппаратов, в которых автономными первичными источниками энергии являются источники постоянного тока (солиечные батареи, топливные элементы, химические источняки и др.).
Такие источники успешно отдают в нагрузку электрическую энергию только при некотором, своиственном каж еп и гр д е иа дому из них выходном напряжении и не обеспечивают достаточной его стабильности. ду Напряжение питания радиоэлектронной аппаратуры, Рис. >3.! являющейся нагрузкой для первичного источника, выбиракп чаще всего из других исходных соображений (обеспечение режимов транзисторов, отдачи ими необходимой мощности в нагрузку, получение нужного размаха колебаний напряжений сигналов и т. д.).
Оно, как правило, не совпадает с напряжением, получаемым от первичного источника нн по номиналу, ни по стабильности. Объединяя ряд однородных первичных источников в батарею, можно сблизить номиналы выходного напряжения источника и напря>кения, требуемого для питания нагрузки. Но такое решение, во-первых, не приводит к повышению стабильности напряжения питания и, вовторых, приемлемо только при согласования одного первичного источника с одной нагрузкой. Если необходимо обеспечить питание комплекса нагрузок, образующих радиосистему или ее часть, от нескольких разнородных первичных источников, то наиболее удобным способом оказывается применение преобразователя напряжения.
Полупроводниковые преобразователи в настоящее время вытеснилп электромашинные, вибрационные, тиратронные и ламповые преобразователи. Только в высоковольтных маломощных установках можно еще встретить ламповый преобразователь. Полупроводниковые приборы в инверторах работают в режиме переключения. Такой режим позволяет относительно маломощным транзисторам управлять достаточно большой мощностью в нагрузке. Чтобы заставить транзисторы работать в режиме переключений, 25! необходимо обеспечить соответствующую величину и форму управляющи х ими ульсов базового' тока. Ярче всего полезные качества полупроводникового (транзисторного) ипвертора проявляются в двухтактной схеме (рис.
13.2, а). В ней трансформатор не подмагннчивается и обеспечивается непрерывный отбор мощности от первичного источника. Транзисторы Т> и Ти, насьццаясь поочередно, подключают источник первичного напряжения го к правой, то к левой первичным полуоблюткам трансформатора. На вторичной обмотке возникает э. д. с. прямоугольной формы, амплитуда которой во столько раз болыие Еи, во сколько раз число витков во вторичной обмотке больше числа витков Ы3 в в первичной пол!ч>бмотке.
При идеальной прямоугольной форме выходного напряжения инвертора (рис. 13.2, б) выпрямленное гс напряжение практически не требует фильт+ рации. В реальных схемах необходимо предусматривать фильтр, который в состоянии сглаживать узкие провалы, воза)~~~ й ннкающие в выпрямленном напряжении си из-за иеидеальносги фронтов импульсов переменного напряжения. В регулируемых иннерторах прибегают к измененшо длительности импульсов.
Форма в! выходного напряжения при этом (рнс. 13.2,в) имеет нулевую паузу. В транзисторком инверторе такая форма напряжения достигается выключением транзистора до истечения полупериода генерируемого инвертов! ром переменного напряжения. Для этого Рис. 13.2 длительность отпирающих импульсов базо- вого тока должна быть меньше пол упериода. Находят примене>ше два способа включения транзисторов в схему инвертора. В одном из них (см. рис. !3.2, а) общими электродами двух транзисторов являются эмиттсры, а во втором (рис.
!3.3) — коллекторы. В первой схеме проще цепи управления, а во второй проще размещение транзисторов на радиаторе, служащем для отвода тепла. Схемы на рис. 13.2 и 13.3 представляют собой силовую часть инвертора с независимым (внецшим) возбуждением. Напряжение, управляющее переключением транзисторов, подается иа них извне, от специального генератора (возбудителя), также входящего в состав инвсртора. Транзисторные инверторы с независимым возбуждением, называемые еще усилителями мощности, применяют для получе>шя выходной мощности переменного тока от 20 — 50 до 500 Вт. При болыией выходной мощности, особенно при большом первичном напряжении, применяют тиристорные инверторы. При выходной мощности менее 20 50 Вт лучише показатели обеспечивают схемы инверторов с салювозбу>кденнем (рис.
!3.4). В них переключение транзисторов производится напряжением, снимаемым с обмоток обратной связи с числом витков ю,. Их же часто применяют 232 н как возбудители для управления транзисторами усилителя мощности. В электрическом выпрямителе (см. гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
