Как работает ключевой стабилизатор напряжения.

Ключевые стабилизаторы ПрН24 / 5 - 5 и 24 / 10 - 6 5 функционально используются совместно. Конструктивно они выполнены в двух унифицированных кассетах размерами 120x220x160 и имеют общие устройства коммутации и защиты, расположенные в блоке ПрН24 / 5 - 5, в связи с чем здесь приводится и описывается только схема этого блока. По схеме собственно стабилизатора оба блока полностью аналогичны, отличаясь номинальным напряжением и некоторыми комплектующими изделиями.

Ключевой стабилизатор содержит электронный ключ S1, сглаживающий фильтр L1C2, блокирующий диод V1 и устройство управления А 1, представляющее собой триггер Шмитта. При включении стабилизатора падение напряжения на резисторе R1 (L / AB) и, следовательно, на входе триггера равно нулю. Триггер формирует сигнал на открывание ключа S1, и напряжение L / AB увеличивается.

Ключевой стабилизатор работает следующим образом. При включении блока в сеть в первый момент, когда напряжение L / ДБ еще близко к нулю, транзистор V20 триггера Шмитта закрыт, a V16 - открыт. Напряжение С / ДБ продолжает увеличиваться до порога срабатывания триггера.

Ключевой стабилизатор работает следующим образом. При включении блока через диод VD2 заряжается конденсатор СЗ, и вступает в работу управляющий элемент ключевого стабилизатора и источник образцового напряжения. Конденсатор С5 через резисторы R8, R9 заряжается до порога включения однопереходного транзистора VT3, на котором собран генератор импульсов.

Блок-схемы стабилизированных преобразователей напряжения. Недостатком ключевых стабилизаторов является то, что величина пульсации и динамическое выходное сопротивление в них оказываются значительно большими, чем в линейных стабилизаторах напряжения.

Структурные схемы вторичных источников питания без преобразования (а и с преобразованием (б частоты сети. Достоинством ключевых стабилизаторов является высокий КПД (порядка 70 %), меньшие габариты и масса по сравнению с линейными стабилизаторами. Его основной недостаток - появление импульсных помех, для подавления которых приходится принимать специальные меры, в частности, использовать более сложные фильтры, что снова приводит к возрастанию размеров стабилизатора.

Назначение ключевого стабилизатора - поддерживать на входе компенсационного стабилизатора такое напряжение, чтобы падение напряжения UP3 на регулирующем элементе V2 компенсационного стабилизатора оставалось практически постоянным при любом значении выходного напряжения ивьк.

Типовая схема включения микросхемного стабилизаторе. напряжения типа К142ЕН4.| Схема включения стабилизатора ключевого типа. AI - операционный усилитель. При построении ключевого стабилизатора необходимо определить величины L и С.

Простейший ключ (а, график напряжения на входе и выходе ключа, (в и структурная схема ключевого стабилизатора (б. Принцип действия ключевого стабилизатора основан на периодическом подключении нагрузки к источнику нестабилизированного напряжения (Увх и последующем отключении его от нагрузки. На рис. 9.11 о изображена простейшая электрическая цепь с периодически замыкающимся и размыкающимся ключом К.

Основное преимущество ключевых стабилизаторов перед стабилизаторами непрерывного действия заключается в возможности получения высокого кпд.

При построении ключевого стабилизатора необходимо определить величины L и С.

Серьезными недостатками ключевых стабилизаторов являются: их инерционность, особенно при применении в качестве ключа дросселей насыщения, а также транзисторов; появление пиков с частотой переключения в кривой выходного напряжения, и импульсные высокочастотные помехи (наводки), создаваемые стабилизаторами. Усилия специалистов направлены на преодоление этих недостатков.

На выходе ключевого стабилизатора создается последовательность прямоугольных импульсов, частота следования которой выбирается значительно выше частоты сети. Эти импульсы поступают на понижающий высокочастотный трансформатор с таким коэффициентом трансформации, чтобы на выходе источника питания получить требуемое постоянное напряжение. Таким образом, переменное напряжение выпрямляется дважды, но зато габариты и масса высокочастотного силового трансформатора значительно меньше, чем у низкочастотного, используемого во вторичных источниках питания с линейными стабилизаторами.