Стабилизаторы параллельного типа. Общие свойства.

 

1.

для расчётов несвязанных с дифференционными параметрами.

мал.

Именно

Если const, то изменение вызывает такое же изменение

равны по величине, противопол. по закону изменение прямопропор.

при или

Тогда относительно номинальных знач.

 

2

имеет место при ХХ стабилизаторе и max

 

 

 

Стабилизаторы последовательного типа

 

 

1.

Для энергетических расчетов считают

2.

А при

Однокаскадный стабилизатор.

– стаб. Источник

. – опорное напряжение

 

Схема ЭП

повтор. в некоторых пределах

 

;

 

 

Коэффициент стабилизации.

 

 

 

-протекает навстречу друг другу

 

 

где ; , а током задаются, чоблюдая неравенства

 

 

 

 

Многокаскадные стабилизаторы

 

 

Стабилизаторы на ИС

K142. Все стабилизаторы аналогичны по схеме

 

1. Источник опорного напряжения (T1, Д1)

 

Для уменьшения нагрузки на него нагр. На Rвх ЭП (Т3)

R1,R2 – делитель для уменьшения U до 2.5 В, подаваемого на,Т4.

2.5 В – min, что можно получить со стабилизатора.

Д2 – служит для температурной компенсации изм. Положения ст.

2. Управляющий элемент по схеме Ду с динамической нагрузкой на Т2

3. Регулирующий элемент Т6, Т7

4. Схема защиты по току нагрузки Т9

5. Схема дистанционного выкл. Ст.

Стабилизаторы на ИС

К 142 Всё аналогично по схеме

С2 – способств. Уменьшению шумов на выходе схемы С1 – аналогично

 

С3,С4 – сглаживающие

 

С4 Действие на высоких частотах

 

R1, R2 для регул. Выходного напряжения

 

Iдел. min > 1.5 mA.

 

Опорный эл. И Дц можно питать от отдельного стабил. источника.Uвх на 16.

 

4 и 16 соединяются.

 

Транзисторные преобразователи напряжения

 

 

Эквивалентная схема ПН.

 

Два режима работы в зависимости от петли гистерезиса материала сердечника.

1)Прекращение нарастания Ф вследствие того, что I_k:=I_kн (сердечник ненасыщен)

2)Прекращение нарастания Ф вследствие насыщения сердечника при I_k< I_kн

Наиболее часто используют 2, выбирают сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса.

Преимущества: малые потери в активных сопротивлениях, малые реактивные токи в первичной цепи трансформатора.

 

1)Ток в цепи коллектора I_k

 

I _k=I_н ^’+I_µ

 

где I_н ^’ - ток в сопротивлении R_н^’

 

R_н^’ = R_н/n² (n=W_н /W_к) - приведенное сопротивление нагрузки к коллекторной цепи.

R_k - суммарное сопротивление в цепи коллектора.

 

2)Намагничивающий ток

где l _ср - средняя длина магнитной силовой линии сердечника.

W_k - число витков коллекторной обмотки.

Расчетный максимальный коллекторный ток определяется режимом базовой цепи.

n_б=W_б/W_k

Если I_н ^’ > I_k расчетный, то условие самовозбуждения автогенератора нарушается и происходит срыв колебаний.

Если перегрузка незначительна, то транзисторы ПН переходят в активный режим, амплитуда колебаний падает, мощность, рассеиваемая на транзисторах, резко возрастает, а сердечник перемагничивается по частному циклу, не достигая предельных значений индукции (+β_нас, -β_нас). Период колебаний уменьшается.

Частота переключения

где S_c - площадь сечения сердечника

K_c - коэффициент заполнения (сердечника)

B_S - индукция сердечника

 

B_S Сталь 1,2-1,6

Альсифер 0,6-0,8

Феррит 0,2-0,4

 

Транзистор: расчетное значение U_кэmax

U_кэmax ≈ (2,2÷ 2,4)E_k (с учетом перенапряжений)

U_кэmax<U_{кэ допустимое}.

 

Во время переключения транзисторов, когда Т₁ начинает запираться, а Т₂ – открываться, то начинает протекать i_k2, влияющий также на увеличение i_k1. Максимальное значение тока на этапе включения силового транзистора зависит от степени насыщения.

I_kmax=I_kнас ∙k_нас ·h_21эmax/h_21эmax

 

Например: k_нас=2 I_kнас=1А h_{21э max}=40

h_{21э min}=10

 

 

Выброс тока.

 

Выбор транзистора проводят по максимально допустимому току, а не по среднему, то транзисторы плохо используются по току.

Обеспечивается выбором U_ЭБ и R_б

R_б=(U_Б – U_эб )/I_бнас

U_Б=(3÷5) U_бэнас

 

U_Б <3÷5 U_бэнас разброс тока базы

U_Б >3÷5 U_бэнас возрастание потока в цепи базы

Можно использовать как ЗГ с последующим усилением.

(Задержки включения)

 

Глава 12. Генераторы электрических сигналов

Таймеры

В таймерах используют либо заряд, либо разряд, либо перезаряд емкости (рисунок 1).

Рисунок 1.

Рисунок 2 - Зависимость ∆t от порога

Для формирования импульса заданной длительности τ_n необходимо задать τ цепи и выбрать порог (рисунок 2) при условии

;.

 

Значение Δt_min получим при U'_c→max в момент t=τ_u

 

Для формирования требований к значению временной постоянной цепи возьмем обратную величину V’_c от U^’_c и найдем минимальное значение функции в зависимости от τ.

 

 

 

 

Значение порога получим при условии

τ = τ_u (1)

(2)

На практике берут делитель с одинаковым R (рисунок 3). Имеем:

(3)

Рисунок 3 – Делитель напряжения для задания U_пор

Функциональная схема таймера приведена на рисунке 4.

Схема содержит два ключа К1 и К2, триггер, выходной каскад, разрядный транзистор V7 и делитель напряжения R1, R2, R3.

Времязадающая RC-цепь внешняя. В таймере используют процесс заряда емкости.

Рисунок 4 - Схема таймера.

 

Работа таймера

Первый режим (пассивный). На вход блокировки подаем низкий уровень напряжения. U_вых = 0. V7 – открыт (выход 7 замкнут на общую шину 1). Таймер не реагирует на любые входные сигналы Вх1, Вх2.

Второй режим (активный). На вход блокировки подаем высокий уровень напряжения (около U_п). К1 – срабатывает от низкого уровня входного напряжения U_вх1<U₁. К2 срабатывает от высокого уровня U_вх2>U₂.

;

Компаратор К1 обладает приоритетом перед K2, т.е. если U_вх1<U₁, то уровень U_вх2 компаратора К2 (). Триггер устанавливается в состояние запуска таймера.

U_вх1<U₁ срабатывает К2 срабатывает триггер выходной каскад U_вых = 1.

V7 – закрыт.

Сброс таймера: U_вх2> , то при U_вх1>U₁ происходит сброс таймера.

ВХ1	ВХ2	Вых	V1	Процесс в таймере
Uвх1<U1	*	Выс “1” (Uп)	Закрыт	Запуск
Uвх1>U1	Uвх2>U2	Низ “0” (1)	Открыт	Сброс
Uвх1>U1	Uвх2<U2	Или “1” или “0 Сохраняет предыдущее состояние	Определяется предыдущим состоянием	Формирование τи

 

Мультивибратор на таймере

Схема мультивибратора показана на рисунке 5(а)

Рисунок 5 – (а) Схема мультивибратора; (б) Эпюры напряжений

К 5 ножке подключают внешний источник порога.

U₁=U_пор1; U₂=U_пор2

t₁<t<t₂ - заряд конденсатора С (формирование τ_u). Напряжение на емкости изменяется от U₁ до U₂ по закону экспоненты в момент t= τ_u имеем

 

При выбранном делителе R1=R2=R3=R имеем τ_u=0,7τ

1. Исходное состояние. При подаче питания U_c=0; U_вх1<U₁ (U_вх2 любое). Таймер срабатывает, U_вых= «1» (U_вых=U_п)

2. По мере заряда конденсатора С напряжение U_c на конденсаторе растет. Когда U_c > U₁заряд будет продолжаться. При U_c > U₂ сброс таймера: U_вых= «0». Разряд происходит до уровня U₁. При U_c = U₁ и далее U_вх1становится меньше U₁, таймер снова срабатывает.

Длительность импульса τ_u определяется временем заряда емкости, когда напряжение U_c изменяется от U₁=0,333 U_п до U₂=0,666 U_п

τ_u=0,7τ

Время паузы τ_п=0,7 τ

Период определяется как Т= τ_u + τ_п

Т=f(U_п, R, C, U₁, U₂);

U_max=const; R*C=const; τ_u ; τ_п; Т=f(U₁, U₂)

Изменение R, C осуществляется широких пределах

 

 

Диапазон перекрытия равен

 

Мультивибратор

Схема мультивибратора с зарядом С от источника приведена на рисунке 6

Рисунок 6 - Схема мультивибратора с зарядом С от источника.

С целью обеспечения высокой стабильности длительности импульса желательно цепь изолировать от выхода, а заряд С осуществить от источника U_п или другого более стабильного источника. Схема мультивибратора представлена на рисунке 6.

Заряд С через R₁, R₂ от U₁ до U₂ определяется длительностью импульса

1)

 

2)

1. U_c: = U₂; Сброс.

Разряд С до U₁. +U_n→R₂→V₁→_┴(-U_c);

2. U_c: = U₁; Запуск.

Разряд С до U₁. +U_n→R₂→С→-U_n;

 

 

Симметричный мультивибратор

Для получения симметричного мультивибратора необходимо обеспечить равенство сопротивлений заряда и разряда емкости. На практике используют разделение цепей с помощью диодов (рисунке 7).

Рисунок 7 – Схема симметричного мультивибратора

Заряд: +U_n→R₁→ R₂→D₁→С→_┴

Разряд: +U_с→R₃→ D₂→_┴

 

Если R₂=(R₁ + R₃), то τ_u=τ_паузы

Если R₂≠(R₁ + R₃), то τ_u≠τ_паузы