Классификация систем электропитания

ПНН (ПНТ) – переключается при нулевых напряжениях (токах)

ШИМ – широтно-импульсная модуляция

 

Линейный параметрический параллельный

Достоинства: не боится к.з.

Недостаток: низкий кпд.

Применение: маломощные схемы

 

Линейный параметрический последовательный

Достоинства: высокий кпд.

Недостатки: боится к.з. нагрузки (требует специальных мер по защите от к.з.)

Применение: в схемах, не требующих высокого коэффициента стабилизации.

 

 

Линейный компенсационный последовательный

1. На транзисторах.

 

VT2 открывается/закрывается таким образом, чтобы поддерживать на выходе напряжение, кот. задаст на базе 5,3В.

Если напряжение на выходе увеличилось, то и напряжение база-эмиттер увеличивается (Uэ=const); это вызывает приоткрывание VT2 и увеличение тока через него, увеличение UR1, а следовательно, уменьшение δUVT1 и UВЫХ.

 

Изменяя часть подаваемого на базу напряжения с помощью R3, мы изменяем Uвых.

R4 и VT3 –– для защиты от к.з.

При увеличении выходного тока увеличивается UR4. При достижении им 0,6В VT3 открывается, что препятствует увеличению выходного тока, т.к. Uбэ1 не увеличивается.

 

2. На ОУ

 

 

Линейный компенсационный параллельный

Uвых=Uопорн.

Сопротивление транзистора регулируется таким образом, чтобы напряжение на нагрузке оставалось неизменным и равным Uопорн.

Если Uвых станет большеUопорн, то оно усилится ОУ и приоткроет транзистор, вызывая увеличение тока через Rд, а значит напряжение на нем возвращает Uвых к заданному Uопорн.

 

Ключевой понижающий с ШИМ.

Uвых =0,1….0,9 Uвх

Достоинство ключевых стабилизаторов: кпд= 95–98%.

Недостаток: сложность, высокий уровень высокочастотных электрических и электромагнитных помех, что требует принятия специальных мер для их подавления и экранирования.

Выходное напряжение сравнивается с эталонным, усиленный сигнал ошибки воздействует на ШИМ, кот. управляет длительностью замкнутого и разомкнутого состояния ключа. Когда ключ замкнут, ток протекает через дроссель в нагрузку и выходной конденсатор. По мере нарастания выходного напряжения до значения эталонного ключ размыкается. В этот момент запасенная в дроссель энергия реверсирует полярность напряжения на нем. Ток протекает через диод в нагрузку, а напряжение на выходе поддерживается конденсатором. Когда вся энергия запасенная в дросселе использована, разряжается конденсатор. Выходное напряжение уменьшается и процесс продолжается таким образом, что выходное напряжение поддерживается на уровне близком к эталонному.

Ключевой повышающий с ШИМ.

Когда ключ замкнут, ток протекает через дроссель, в котором запасается энергия. Когда ключ размыкается, энергия запасенная в дросселе уменьшается и изменяет полярность напряжения на нем таким образом, что напряжение на дросселе складывается с входным. Таким образом, напряжение на дросселе и входное напряжение заряжают конденсатор до напряжения больше, чем входное.

 

Ключевой инвертирующий с ШИМ.

Когда ключ замкнут, дроссель запасает энергию. Когда ключ разомкнут, запасенная энергия, спадая, вызывает изменение полярности напряжения на дросселе, обеспечивая протекание тока через нагрузку и конденсатор. При этом полярность выходного напряжения оказывается обратной полярности входного.

 

Функциональная схема ключевого стабилизатора напряжения

Ключевые стабилизаторы бывают с самовозбуждением и, чаще всего, с независимым возбуждением. Выходное напряжение сравнивается с опорным и усиленное напряжение ошибки используется для получения выходных импульсов ШИМ, которые управляют ключом стабилизатора таким образом, чтобы поддерживать вых. напряжение на заданном уровне. Импульсы ШИМ могут быть с фиксированной длительностью замкнутого и изменяющейся длительностью разомкнутого состояния, с изменяющейся длительностью замкнутого и разомкнутого состояний, но с фиксированной частотой.