Стабилизаторы постоянного напряжения

17.1 Основные требования ИР. Статические и динамические потери

Импульсный регулятор мощности предназначен для изменения среднего или действующего значения U и I протекающего через нагрузку путём периодического подключения нагрузки по определённому закону источника постоянного напряжения. Регулирующим элементом регулятора являются теристоры, которые работают в ключевом режиме. Регулирующий элемент может быть подключён последовательно, параллельно или по смешанной схеме к нагрузке. Основные требования – повышение КПД. При работе транзистора в ключевом режиме он находится в двух состояниях: открытие и закрытие. Для идеального ключевого элемента сопротивление в открытом состоянии должно быть равно 0, в закрытом равно .

Основная схема ключа.

 

+Uн

 

Rн

 

 

R1 VT1

 

 

Uy Iбн

 

 

В ключевом режиме работы напряжение на входе имеет импульсную форму.

 

Uн

 

tu

 

Um

 

Iн t

Tн

 

 

Для повышения КПД нужно уменьшать потери.

Основные потери возникают на транзисторе. Потери делятся на статические и динамические.

Статические – потери на открытом или закрытом ключе, вкл. потери цепи управления.

1. Ключ открытый

Для уменьшения необходимо осуществить глубокий режим насыщения транзистора.

S=1,5…2

2. Ключ закрыт

Динамические потери возникают во время переклбчения транзистора.

Для активной нагрузки время изменения напряжения на коллекторе и тока совпадают для активной нагрузки динамические потери будут макс.

Если прим. инд-я нагрузка происх. сдвиг во вр. и тока и напр. на коллекторе

потери уменьшаются.

 

Режимы импульсного регулирования мощности и схемы

Импульсных усилителей

Есть 3 режима: I режим (изменится длительность)

Uн

 

 

 

0 t

II режим (изменятся параметры двух полярных импульсов)

 

Uн

 

 

t

 

III режим (имеются участки, где U=0)

Uн

 

 

T

 

Реализация режимов импульсного регулирования осуществляется при помощи импульсных усилителей. Импульсные усилители напоминают выходные каскады усилителей мощности.

Схемы:

1. последовательные включения двух транзисторов.

 

A+

 

VT1

 

VD1

Rн

 

Uвх Lн

 

С

 

VT2

 

VD2

 

В-

 

VD1 для защиты транзистора от пробоя.

2. мостовая схема

+Uн

 

 

VT1 VT3

VD3

VD1

Rн Lн Uвх2

Uвх1

 

VT2

VD2 VD4

 

 

VT4

 

Схемотехника ключевых стабилизаторов им методика их расчёта

 

Ключевой стабилизатор – импульсное регулирование, которое поддерживается неизменным средним значением напряжения на нагрузке.

Есть 3 вида импульсных стабилизаторов:

1. Стабилизатор последовательного типа (понижающее)

2. Стабилизатор параллельного типа (повышение)

3. Стабилизаторы инвертирующие

Во всех вводятся дроссели.

1 тип (релейный стабилизатор)

 

VT1 L1

+

 

 

VD2

 

R1 DA1 Rн

R2

Квыпр C1

 

VD1 R3

U0=const

 

 

R1 и VD1 – параметрический стабилизатор.

DA1 – усилитель без обратной связи.

UR3=Uo мом.

VD2 – закарачивающий диод.

C1 – ёмкостной фильтр.

 

 

UR3

 

 

Uн

 

 

Uн<Uвх

 

 

2 тип. - Uy +

L1

VD1

 

 

VT1

C1

Uвх Rн

 

 

Uн=Uвх+Еси

3 тип.

VT1

 

+

 

 

- С1

Rн

Uy Lдр

+

 

 

-