Импульсные стабилизаторы напряжения

Релейные импульсные стабилизаторы

ТШ – триггер Шмидта

 

Временная диаграмма схемы:

Если , то кривые заряда (*) можно заменить на линейные.

,

где

Чем выше R_H, тем выше Т. Чем ниже R_H, тем ниже Т и выше f – это является недостатком импульсного стабилизатора.

В этой схеме большой ток зарядки. Для уменьшения I _зар используют схему импульсного стабилизатора:

При L _{дросселя} >> L _крит ток транзистора: I _{Э VT} = I_H.

Включение дросселя приводит к увеличению пульсаций в нагрузке. Дроссель L и С образуют ФНЧ, который называют инерционным звеном. Эти звенья вызывают запаздывание системе регулирования.

ИМПУЛЬСНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ С ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ МОДУЛЯТОРОМ

В частотно-импульсном модуляторе (ЧИМ) длительность импульса постоянна , а частота следования импульсов пропорциональна напряжению на входе

.

В установившемся режиме прирост напряжения на конденсаторе С во время заряда (транзистор VT открыт) равен величине разряда этого конденсатора (транзистор VT закрыт) .

При условии , можно считать, что заряд и разряд конденсатора происходит по линейному закону.

Здесь – постоянная составляющая выходного напряжения.

Тогда

 

 

.

Здесь – сопротивление транзистора к открытом состоянии.

Если приравнять эти соотношения, то после несложных преобразований получим:

.

 

Из последнего выражения следует, что регулируя период следования импульсов можно изменять напряжение на выходе стабилизатора.

Типовая структурная схема цепи обратной связи в стабилизаторах с ЧИМ имеет следующий вид

 

 

 

В стабилизаторах с ЧИМ, как и в релейных стабилизаторах, частота пульсаций зависит от значения нагрузки, что является недостатком таких стабилизаторов. Поэтому они находят ограниченное применение.

 

ИМПУЛЬСНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ МОДУЛЯТОРОМ

Схема с последовательными ключом и дросселем

Когда транзистор VT запирается, ток через L прекратится мгновенно не может.

VD выполняет две роли:

1. поддерживает ток в нагрузке при запертом VT;

2. защищает VT от пробоя.

, если R _тр  большое, следовательно, транзистор выходит из строя.

 

Временные диаграммы:

 

 

 

,

где Т – период колебаний.

 

Чтобы ток был непрерывным, необходимо выполнение условия:

; 

Ток через транзистор не превышает .

(1)

     (2)               

       (3)                     

                                 

(2), (3) à (1)

,

 где К _n – коэффициент пульсаций.

Если пренебречь потерями в активных элементах, то:

, т.е. ток от источника питания меньше I_H.