.

Параметрические феррорезонансные стабилизаторы переменного напряжения. Компенсационные стабилизаторы напряжения и тока (реферат)

Язык: русский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 680
Скачать документ

“Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники”

 

Кафедра защиты информации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

на тему:

«Параметрические феррорезонансные стабилизаторы переменного напряжения. Компенсационные стабилизаторы напряжения и тока»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МИНСК, 2009

 

Параметрические феррорезонансные стабилизаторы переменного напряжения

 

Параллельно Lн ставят емкость и настраивают в резонанс (рисунок 1).

(1)

Учитывая, что при одинаковых напряжениях  на  и , их токи будут в противофазе.

Если суммировать при одних значениях U, токи в L и C, то получится зависимость .

Наклон  < наклона

Коэффициент стабилизации увеличивается, коэффициент мощности схемы увеличивается.

Эта схема является более эффективной, чем схема простого электромагнитного стабилизатора.

Для улучшения её характеристик используется специально введенные компенсирующие обмотки.

 

Рисунок 1

Компенсирующая обмотка позволяет увеличить коэффициент стабилизации, но усложняет схему.

Рассмотренные схемы не обеспечивают гальванической развязки.

Имеется разнообразные феррорезонансные стабилизаторы.

Достоинства:

– простота;

– высокая механическая надежность;

– устойчивость к перегрузкам;

– отсутствие стареющих элементов;

– высокий КПД;

– возможность реализации больших Iн, а, значит, и больших мощностей;

– высокие коэффициенты мощностей;

– низкая стоимость.

Недостатки:

– большие массогабаритные размеры;

– возможно возникновение акустического фона за счет вибрации магнитопровода.

 

Компенсационные стабилизаторы напряжения и тока

 

Могут работать на переменный или постоянный ток и используют принцип непрерывного или импульсного автоматического регулирования стабилизируемого параметра (напряжения или тока).

Структурные схемы.

Существуют 2 основные схемы:

– с последовательным включением регулируемого элемента по отношении к нагрузке.

– с параллельным включением регулируемого элемента.

Рисунок 2 – Структурная схема компенсационного стабилизатора с последовательным включением регулируемого элемента.

 

Рисунок 3 – Структурная схема компенсационного стабилизатора с параллельным включением регулируемого элемента.

 

В компенсационном стабилизаторе с последовательным включением регулируемого элемента напряжение на нагрузке Uн сравнивается с опорным напряжением

,                                          (2)

где  – коэффициент усиления.

В реальных стабилизаторах источник опорного напряжения (ИОН) питается от выходного стабильного напряжения .

,                                       (3)

где  – внутреннее потребление.

Недостатки:

– последовательное включение по отношению к нагрузке РЭ, требует большой пропускной способности по току в стабилизаторах с непрерывным регулированием;

– на РЭ постоянно рассеивается энергия и КПД трудно обеспечить выше 60%.

На практике используют импульсный режим автоматического регулирования.

Разгрузить РЭ по току позволяет схема с параллельным включением РЭ по отношению к нагрузке (рисунок 3).

тогда

Схема позволяет применить РЭ малой мощности, но ставит добавочное сопротивление (ДС).

Схема целесообразна в устройствах малой мощности с импульсным питанием.

Приведенные функциональные схемы отражают принципы работы в импульсных стабилизирующих устройствах, обеспечивающие импульсный режим работы.

 

Транзисторный компенсационный стабилизатор постоянного напяжения с непрерывным регулированием

 

Рассмотрим наиболее распространенную схему с последовательным включением регулирующего элемента.

 

Рисунок 4

 

, , , , . Можно убедиться, что в схеме за счет действия отрицательной обратной связи, достигается стабилизация. Анализ показывает, что коэффициент стабилизации пропорционален  в цепи ОС, который определяется:

(4)

(5)

Приведенная основа схем с непрерывным регулированием на практике может претерпевать различные усложнения по следующим направлениям.

В РЭ для увеличения коэффициента передачи  и согласования мощного РЭ с маломощным УПТ прим схема составного транзистора.

Рисунок 5

 

УПТ для термокомпенсации может быть постороен по симметричной схеме (рисунок 6):

 

Рисунок 6

 

Для повышения устойчивости работы стабилизатора при импульсном потреблении тока нагрузкой на выходе стабилизатора может устанавливаться аккумулятор-емкость. Это подключение практически не увеличивает сглаживание пульсаций.

Увеличение сглаживания пульсаций достагается за счет:

– изменения способа питания УПТ (от отдельного дополнительного источника, непосредственно от входного стабилизатора, либо через эмиттерный повторитель от входного стабилизатора).

– изменения схемы сравнения, в частности при применении схемы сравнения с так называемой «с опущенной спорой».

В тех случаях, когда имеющиеся в распоряжении силовые трансформаторы не обеспечивают необходимый ток нагрузки Iн, применяется параллельное включение нескольких транзисторов (рисунок 7).

 

Рисунок 7

 

Используется также и последовательное включение транзисторов в РЭ для исключения опасности перегрузки по Uкэ.

Последние меры так же усложняют стабилизатор в целом и на практике схемы отличаются значительным разнообразием. В особенности, они включают ещё и устройства защиты от перегрузки по току и напряжению или даже устройствами сигнализации.

Современные схемы имеют тенденцию к использованию импульсных режимов работы.

 

Импульсные стабилизаторы

 

Рисунок 8 – Структурная схема импульсного стабилизатора

 

СФ – сглаживающий фильтр;

ИЭ – импульсный элемент;

СхСиУ. – схема сравнения и усиления.

Эффективное сглаживание на рабочей частоте возможно фильтрами либо при условии достаточно большой рабочей частоты. Повышаются требования к быстродействию.

ИЭ может работать в автоколебательном режиме (релейный стабилизатор). При этом изменяется как длительность импульсов тока так и частота следования импульсов в нагрузке. Изменение частоты затрудняет эффективное сглаживание пульсации неперестраиваемым фильтром.

Частоту срабатывания ИЭ можно специально задавать, синхронизируя его работу с помощью задающего генератора (ЗГ). В том случае регулирование осуществляется за счет длительности импульсов тока.

РЭ, СхСиУ, ИОН схемно не отличаются от узлов, используемых в непрерывном стабилизаторе. В качестве ИЭ применяются релаксационные генераторы, мультивибраторы, триггеры и др.

Импульсные стабилизаторы в отличие от стабилизаторов с непрерывным регулированием позволяют реализовать высокие КПД и широко используются в современной технике.

Недостатки:

– усложнение схемы;

– импульсный режим работы исключает принципиально возможность снижения пульсации до нуля.

– осложнение обеспечения магнитной совместимости ИВЭП с электронной аппаратурой.

Для рационального использования непрерывного и импульсного методов регулирования и ослабления недостатков, соответствующих этим методам устройств, применяют стабилизаторы с двойным управлением.

 

Стабилизаторы с двойным управлением.

Рисунок 9 – Структурная схема стабилизатора с двойным управлением

 

Недостатки:

– высокие масса, габариты, стоимость;

– низкая эксплуатационная надежность;

– сложность.

В случае, если требуется получение повышенных значений коэффициента стабилизации, возможно использование двойного управления. Для этого РЭ ставятся на стороне как постоянного так и переменного тока. При этом коэффициент стабилизации получающегося таким образом двухкаскадного стабилизатора равен произведению коэффициентов стабилизации отдельных каскадов.

В качестве РЭ на стороне переменного тока могут использоваться диодно-транзисторные схемы, тиристоры, магнитные усилители.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

  1. Иванов-Цыганов А.И. Электротехнические устройства радиосистем: Учебник. – Изд. 3-е, перераб. и доп.-Мн: Высшая школа, 200
  2. Алексеев О.В., Китаев В.Е., Шихин А.Я. Электрические устройства/Под ред. А.Я.Шихина: Учебник. – М.: Энергоиздат, 200– 336 с.
  3. Березин О.К., Костиков В.Г., Шахнов В.А. источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Три Л, 2000. – 400 с.
  4. Шустов М.А. Практическая схемотехника. Источники питания и стабилизаторы. Кн. 2. – М.: Альтекс а, 2002. –191 с.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Ответить

Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020