Импульсный метод стабилизации. Принцип управления РЭ. Сравнительный анализ, применение.
У импульсных или ключевых стабилизаторов напряжения высокое КПД(до 90%), регулирующий элемент которых представляет собой периодически замыкаемый и размыкаемый транзисторный ключ, а стабилизация напряжения достигается управлением длительностью импульсов, подаваемых на регулирующий транзистор. При изменении длительности управляющих импульсов соответственно меняется длительность импульсов выходного напряжения, что определяет изменение среднего значения напряжения на нагрузке. Таким образом, если в схему управления ввести сигнал обратной связи, пропорциональный отклонению среднего значения напряжения на нагрузке от заданного, то схема позволит осуществлять стабилизацию выходного напряжения.
Импульсный стабилизатор с ШИМ
В стабилизаторах с шим в качестве импульсного элемента используется генератор, время импульса или паузы которого изменяется в зависимости от постоянного сигнала, поступающего на вход импульсного элемента с выхода схемы сравнения. Принцип действия стабилизатора с шим заключается в следующем: постоянное напряжение от выпрямителя или от аккумуляторной батареи подается на регулирующий транзистор, а затем через фильтр на выход стабилизатора. Выходное напряжение стабилизатора приводится к опорному напряжению, сравнивается с ним, а затем сигнал разности подается на вход устройства, преобразующего сигнал постоянного тока в импульсы определенной длительности, причем последняя изменяется пропорционально сигналу разности между опорным и измеряемым напряжением.
Импульсный стабилизатор с ЧИМ.
В стабилизаторах с ЧИМ при изменении сигнала на выходе импульсного элемента изменяется длительность паузы, а длительность ипульса остается неизменной причем, в данных стабилизаторах частота переключения регулирующего транзистора зависит от изменения тока нагрузки и выходного напряжения, а значит, является изменяющейся, непостоянной величиной – отсюда и название данного вида модуляции. Изменение выходного напряжения стабилизатора вызывает изменение паузы, что приводит к изменению частоты импульсов и среднее значение выходного напряжения остается неизменным.
Использование преобразователей в ИВЭП.
Входной стабилизатор постоянного напряжения поддерживает неизмененным напряжение питания преобразователя, с выхода которого снимается стабильное переменное напряжение, этот способ стабилизации применяется в многократных ИВЭП, когда от преобразователя необходимо получить несколько выходных стабилизированных напряжений. Схема с непрерывным стабилизатором применяется в основном в микро мощных ИВЭП с выходной мощностью 0.1-2 Вт при небольших колебаниях напряжения. В более мощных многоканальных ИВЭП с выходной мощностью порядка ста ватт рационально в качестве централизованно применять вольтодобавочный стабилизатор.
Тиристорный преобразователь.
При отсутствии ограничений по массе и объему для преобразования высоких питающих напряжений целесообразно применять инверторы на тиристорах. Применяются тиристорные инверторы в преобразователях частоты, в ИВЭП радио – и электросвязи, в электроприводе и т.п. В зависимости от особенностей электромагнитных процессов, протекающих в схемах инверторов, они подразделяются на инверторы тока и напряжения. Коммутацию тока в тиристорных инверторах выполняют реактивные элементы – конденсаторы и дроссели.
Многозвенные фильтры
При необходимости получения больших коэффициентов сглаживания многозвенные фильтры оказываются более экономичными , чем однозвенные. Они состоят из нескольких последовательно соединенных однозвенных, и входным элементом таких фильтров может быть либо дроссель, либо конденсатор
рис
11. Сравнительные анализ схем выпрямления
Самый простой является однофазная однополупериодная схема выпрямления, которая имеет один вентель и одну вторичную обмотку, но позволяет получить максимальные мощность трансформатора, коэффициент пульсации и обратное напряжение на вентиле. Поэтому применяется она, если допустим большой коэффициент пульсации выпрямленного напряжения, а также для выпрямления низкого и высокого напряжения.
Двухполупериодная двухфазная схема со средней точкой по сравнению с однофазной мостовой имеет только два вентиля, но требует наличия более сложного, крупногабаритного и дорогостоящего трансформатора со средней точкой. Она обеспечивает вдвое большее обратное напряжение на вентиле. Широко применяется в маломощных выпрямителях.
В двухполупериодной однофазной мостовой схеме, имеющей преимущества по сравнению с двумя другими рассмотренными схемами используется четыре вентиля, поэтому применяется она в маломощных выпрямителях. Рассмотренные схемы выпрямленя, как правило, работают на емкостную нагрузку.